ઇલેક્ટ્રોનિક સર્કિટ ડિઝાઇન કરતી વખતે, તમારે સામાન્ય રીતે એમ્પ્લીફાઇંગ સિગ્નલોની સમસ્યા હલ કરવી પડશે - તેમના કંપનવિસ્તાર અથવા શક્તિમાં વધારો કરવો. પરંતુ એવી પરિસ્થિતિઓ છે જ્યારે સિગ્નલ સ્તર, તેનાથી વિપરીત, નબળું હોવું જોઈએ. અને આ કાર્ય એટલું સરળ નથી જેટલું તે પ્રથમ નજરમાં લાગે છે.
સામગ્રી
એટેન્યુએટર શું છે અને તે કેવી રીતે કાર્ય કરે છે
એટેન્યુએટર એ એક ઉપકરણ છે જેનો ઉપયોગ તેના આકારને અસર કર્યા વિના ઇનપુટ સિગ્નલના કંપનવિસ્તાર અથવા શક્તિને ઇરાદાપૂર્વક અને સામાન્ય રીતે ઘટાડવા માટે થાય છે.
આરએફ એપ્લિકેશન્સમાં ઉપયોગમાં લેવાતા એટેન્યુએટરનો મૂળભૂત સિદ્ધાંત છે રેઝિસ્ટર અથવા કેપેસિટર્સ સાથે વોલ્ટેજ વિભાજક. ઇનપુટ સિગ્નલ પ્રતિરોધકો વચ્ચે પ્રતિકારના પ્રમાણમાં વિતરિત થાય છે. સૌથી સરળ ઉકેલ એ બે રેઝિસ્ટરનો વિભાજક છે. આવા એટેન્યુએટરને એલ-આકારનું એટેન્યુએટર (વિદેશી તકનીકી સાહિત્યમાં એલ આકારનું) કહેવામાં આવે છે. ઇનપુટ અને આઉટપુટ આ અસમપ્રમાણ ઉપકરણની કોઈપણ બાજુ હોઈ શકે છે. L-આકારના એટેન્યુએટરની વિશેષતા એ ઇનપુટ/આઉટપુટ મેચિંગમાં ઓછું નુકસાન છે.
એટેન્યુએટરના પ્રકાર
વ્યવહારમાં, એલ-એટેન્યુએટરનો ઉપયોગ વારંવાર થતો નથી - મુખ્યત્વે ઇનપુટ અને આઉટપુટ અવરોધોને મેચ કરવા માટે.સિગ્નલોના સામાન્ય એટેન્યુએશન માટે વધુ વ્યાપક રીતે ઉપયોગમાં લેવાતા પી-ટાઈપના ઉપકરણો છે (વિદેશી સાહિત્યમાં Pi - લેટિન અક્ષર πમાંથી) અને T-ટાઈપ. આ સિદ્ધાંત તમને સમાન ઇનપુટ અને આઉટપુટ અવબાધ સાથે ઉપકરણો બનાવવાની મંજૂરી આપે છે (પરંતુ જો જરૂરી હોય તો અલગ હોઈ શકે છે).
આકૃતિ અસમપ્રમાણતાવાળા ઉપકરણો બતાવે છે. સ્રોત અને તેમને લોડ અસંતુલિત રેખાઓ સાથે જોડાયેલા હોવા જોઈએ - કોક્સિયલ કેબલ્સ, વગેરે બંને બાજુએ.
સપ્રમાણ રેખાઓ (ટ્વિસ્ટેડ જોડી, વગેરે) માટે, સપ્રમાણ સર્કિટનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે - કેટલીકવાર તેને H- અને O- પ્રકાર એટેન્યુએટર્સ કહેવામાં આવે છે, જો કે આ ફક્ત અગાઉના ઉપકરણોની વિવિધતા છે.
એક (બે) રેઝિસ્ટર ઉમેરીને, T- (H-) પ્રકારનું એટેન્યુએટર બ્રિજ પ્રકાર બની જાય છે.
એટેન્યુએટર્સ ઔદ્યોગિક રીતે કનેક્શન માટે કનેક્ટર્સ સાથે સંપૂર્ણ ઉપકરણો તરીકે ઉપલબ્ધ છે, પરંતુ તે સામાન્ય સર્કિટના ભાગ રૂપે પ્રિન્ટેડ સર્કિટ બોર્ડ પર પણ બનાવી શકાય છે. પ્રતિરોધક અને કેપેસિટીવ એટેન્યુએટર્સનો મોટો ફાયદો છે - તેમાં બિનરેખીય તત્વો નથી, જે સિગ્નલને વિકૃત કરતા નથી અને સ્પેક્ટ્રમમાં નવા હાર્મોનિક્સના દેખાવ તરફ દોરી જતા નથી અને હાલના લોકોના અદ્રશ્ય થવા તરફ દોરી જતા નથી.
પ્રતિરોધક એટેન્યુએટર્સ ઉપરાંત અન્ય પ્રકારના એટેન્યુએટર્સ છે. સામાન્ય રીતે ઔદ્યોગિક કાર્યક્રમોમાં વપરાય છે:
- મર્યાદિત અને ધ્રુવીકરણ એટેન્યુએટર - વેવગાઇડ્સના માળખાકીય ગુણધર્મો પર આધારિત;
- શોષણ એટેન્યુએટર્સ - સિગ્નલ એટેન્યુએશન ખાસ પસંદ કરેલી સામગ્રી દ્વારા શક્તિના શોષણને કારણે થાય છે;
- ઓપ્ટિકલ એટેન્યુએટર્સ;
આ પ્રકારનાં ઉપકરણોનો ઉપયોગ માઇક્રોવેવ ટેક્નોલોજી અને પ્રકાશ આવર્તન શ્રેણીમાં થાય છે. ઓછી અને રેડિયો ફ્રીક્વન્સીઝ પર, રેઝિસ્ટર અને કેપેસિટર્સ પર આધારિત એટેન્યુએટર્સનો ઉપયોગ થાય છે.
મૂળભૂત લાક્ષણિકતાઓ
એટેન્યુએશન ગુણાંક એ મુખ્ય પરિમાણ છે જે એટેન્યુએટરના ગુણધર્મો નક્કી કરે છે. આ ડેસિબલમાં માપવામાં આવે છે.એટેન્યુએટિંગ સર્કિટમાંથી પસાર થયા પછી સિગ્નલનું કંપનવિસ્તાર કેટલી વખત ઘટે છે તે સમજવા માટે, તમારે ડેસિબલ્સથી અનેક વખત ગુણાંકની પુનઃ ગણતરી કરવી જોઈએ. N ડેસિબલ્સ દ્વારા સિગ્નલ કંપનવિસ્તાર ઘટાડતા ઉપકરણના આઉટપુટ પર, વોલ્ટેજ M ગણો ઓછો હશે:
M=10(એન/20) (પાવર માટે, M=10(એન/10)) .
વિપરીત પુનઃગણતરી:
N=20⋅લોગ10(M) (પાવર N=10⋅લોગ માટે10(એમ)).
તેથી, Kosl=-3 dB સાથેના એટેન્યુએટર માટે (ગુણાંક હંમેશા નકારાત્મક હોય છે, કારણ કે મૂલ્ય હંમેશા ઘટતું હોય છે) આઉટપુટ સિગ્નલનું કંપનવિસ્તાર મૂળના 0.708 હશે. અને જો આઉટપુટ કંપનવિસ્તાર મૂળ કંપનવિસ્તાર કરતાં અડધો હોય, તો કોસલ લગભગ -6 ડીબી બરાબર છે.
ફોર્મ્યુલા તમારા મગજમાં ગણતરી કરવા માટે ખૂબ જટિલ છે, તેથી ઑનલાઇન કેલ્ક્યુલેટરનો ઉપયોગ કરવો વધુ સારું છે, જેમાંથી ઇન્ટરનેટ પર ઘણા છે.
એડજસ્ટેબલ ઉપકરણો (પગલાંવાળા અથવા સરળ) માટે, સેટિંગ મર્યાદાઓ ઉલ્લેખિત છે.
અન્ય મહત્વપૂર્ણ પરિમાણ એ ઇનપુટ અને આઉટપુટ પર તરંગ અવરોધ (અવરોધ) છે (તેઓ એકરૂપ થઈ શકે છે). આ અવરોધ સાથે સંબંધિત છે સ્ટેન્ડિંગ વેવ રેશિયો (SWR) જેવી લાક્ષણિકતા, જે મોટાભાગે વ્યાવસાયિક રીતે ઉત્પાદિત ઉત્પાદનો પર સૂચવવામાં આવે છે. સંપૂર્ણ સક્રિય લોડ માટે, આ ગુણાંકની ગણતરી સૂત્ર દ્વારા કરવામાં આવે છે:
- VSW=ρ/R જો ρ>R, જ્યાં R એ ભાર અવબાધ છે અને ρ એ રેખા તરંગ અવબાધ છે.
- VSW= R/ρ જો ρ<>
VSW હંમેશા 1 કરતા વધારે અથવા બરાબર હોય છે. જો R=ρ, તો તમામ પાવર લોડમાં ટ્રાન્સફર થાય છે. આ મૂલ્યો જેટલા વધુ અલગ પડે છે, તેટલું વધારે નુકસાન. તેથી, VSW=1,2 પર 99% પાવર લોડ સુધી પહોંચશે, અને VSW=3 પર - પહેલેથી જ 75%. જો તમે 75-ઓહ્મ એટેન્યુએટરને 50-ઓહ્મ કેબલ (અથવા તેનાથી વિપરીત) સાથે કનેક્ટ કરો છો તો VSW=1.5 અને નુકસાન 4% થશે.
અન્ય મહત્વપૂર્ણ લાક્ષણિકતાઓમાંથી આપણે ઉલ્લેખ કરવો જોઈએ:
- ઓપરેટિંગ આવર્તન શ્રેણી;
- મહત્તમ શક્તિ.
ચોકસાઈ તરીકે આવા પરિમાણ પણ મહત્વપૂર્ણ છે - તેનો અર્થ એ છે કે નામાંકનથી એટેન્યુએશનનું સ્વીકાર્ય વિચલન. ઔદ્યોગિક એટેન્યુએટર્સ માટે, લાક્ષણિકતાઓ કેસ પર છાપવામાં આવે છે.
કેટલાક કિસ્સાઓમાં, ઉપકરણની શક્તિ મહત્વપૂર્ણ છે. ઉપભોક્તા સુધી ન પહોંચતી ઉર્જા એટેન્યુએટરના તત્વો પર વિખેરાઈ જાય છે, તેથી ઓવરલોડ ન કરવું મહત્વપૂર્ણ છે.
વિવિધ ડિઝાઇનના પ્રતિકારક એટેન્યુએટરની મૂળભૂત લાક્ષણિકતાઓની ગણતરી કરવા માટેના સૂત્રો છે, પરંતુ તે બોજારૂપ છે અને તેમાં લઘુગણક હોય છે. તેથી, તેનો ઉપયોગ કરવા માટે તમારે ઓછામાં ઓછા કેલ્ક્યુલેટરની જરૂર છે. તેથી, સ્વ-ગણતરી માટે વિશેષ પ્રોગ્રામ્સ (ઓનલાઈન સહિત) નો ઉપયોગ કરવો વધુ અનુકૂળ છે.
એડજસ્ટેબલ એટેન્યુએટર્સ
એટેન્યુએશન ગુણાંક અને વીએસડબલ્યુ એટેન્યુએટર બનાવે છે તે તમામ ઘટકોના રેટિંગથી પ્રભાવિત થાય છે, તેથી તેની સાથે ઉપકરણો બનાવો પ્રતિરોધકો સતત એડજસ્ટેબલ પરિમાણો સાથે મુશ્કેલ છે. એટેન્યુએશનને બદલીને, VSW અને ઊલટું ગોઠવવું જરૂરી છે. આવી સમસ્યાઓ 1 કરતા ઓછા ગેઇન સાથે એમ્પ્લીફાયરનો ઉપયોગ કરીને ઉકેલી શકાય છે.
આવા ઉપકરણો ટ્રાંઝિસ્ટર સાથે બાંધવામાં આવે છે અથવા OP-AMPSઆવા એમ્પ્લીફાયર ટ્રાન્ઝિસ્ટર અથવા ઓપ-એમ્પ્સ સાથે બનાવી શકાય છે, પરંતુ રેખીયતાની સમસ્યા ઊભી થાય છે. એમ્પ્લીફાયર બનાવવું સરળ નથી જે વિશાળ આવર્તન શ્રેણીમાં સિગ્નલના આકારને વિકૃત કરતું નથી. સ્ટેપ કંટ્રોલ એ વધુ સામાન્ય છે - એટેન્યુએટર શ્રેણીમાં જોડાયેલા હોય છે અને તેમનું એટેન્યુએશન એકસાથે ઉમેરવામાં આવે છે. તે સર્કિટ કે જેને એટેન્યુએટ કરવાની જરૂર છે તેને બાયપાસ કરવામાં આવે છે (રિલે સંપર્કો વગેરે). આમ, ઇચ્છિત એટેન્યુએશન ગુણાંક તરંગ અવબાધને બદલ્યા વિના પ્રાપ્ત થાય છે.
બ્રોડબેન્ડ ટ્રાન્સફોર્મર્સ (BPT) પર બનેલ સરળ ગોઠવણ સાથે સિગ્નલને ઓછું કરવા માટેના ઉપકરણોની ડિઝાઇન છે. જ્યારે ઇનપુટ/આઉટપુટ મેચિંગ જરૂરિયાતો ઓછી હોય ત્યારે કલાપ્રેમી સંચારમાં તેનો ઉપયોગ થાય છે.
વેવગાઇડ એટેન્યુએટરનું સરળ ટ્યુનિંગ ભૌમિતિક પરિમાણોને બદલીને પ્રાપ્ત થાય છે. ઓપ્ટિકલ એટેન્યુએટર્સ એટેન્યુએશનના સરળ ટ્યુનિંગ સાથે પણ ઉપલબ્ધ છે, પરંતુ આવા ઉપકરણોની ડિઝાઇન થોડી જટિલ હોય છે કારણ કે તેમાં લેન્સ, ઓપ્ટિકલ ફિલ્ટર્સ વગેરેની સિસ્ટમ હોય છે.
અરજીઓ
જો એટેન્યુએટરમાં વિવિધ ઇનપુટ અને આઉટપુટ અવરોધો હોય, તો પછી એટેન્યુએશનના કાર્ય ઉપરાંત, તે મેચિંગ ઉપકરણ તરીકે કાર્ય કરી શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, જો તમારે 75 ઓહ્મ અને 50 ઓહ્મ કેબલ્સને કનેક્ટ કરવાની જરૂર હોય, તો તમે તેમની વચ્ચે યોગ્ય રીતે રેટ કરેલ એક મૂકી શકો છો અને સામાન્યકૃત એટેન્યુએશન સાથે તમે મેચિંગની ડિગ્રીને સુધારી શકો છો.
ટેક્નોલૉજી મેળવવામાં એટેન્યુએટર્સનો ઉપયોગ શક્તિશાળી બાજુ ઉત્સર્જન સાથે ઇનપુટ સર્કિટને ઓવરલોડ કરવાનું ટાળવા માટે થાય છે. કેટલાક કિસ્સાઓમાં, નબળા ઉપયોગી સિગ્નલ સાથે એકસાથે દખલ કરતા સિગ્નલને ઓછું કરવાથી ઇન્ટરમોડ્યુલેશન અવાજનું સ્તર ઘટાડીને સ્વાગત ગુણવત્તામાં સુધારો થઈ શકે છે.
માપન કાર્યક્રમોમાં, એટેન્યુએટર્સનો ઉપયોગ સંદર્ભ સિગ્નલ સ્ત્રોત પરના ભારની અસરને ઘટાડવા માટે ડીકપલિંગ તરીકે કરી શકાય છે. ઓપ્ટિકલ એટેન્યુએટર્સનો ઉપયોગ ફાઇબર-ઓપ્ટિક કમ્યુનિકેશન લાઇન માટે ટ્રાન્સમિટ/રિસીવ સાધનોના પરીક્ષણમાં વ્યાપકપણે થાય છે. તેનો ઉપયોગ વાસ્તવિક લાઇનમાં એટેન્યુએશનનું અનુકરણ કરવા અને સ્થિર સંચારની શરતો અને સીમાઓ નક્કી કરવા માટે થાય છે.
ઑડિઓ એન્જિનિયરિંગમાં, એટેન્યુએટર્સનો ઉપયોગ પાવર કંટ્રોલ ડિવાઇસ તરીકે થાય છે. પોટેન્ટિઓમીટરથી વિપરીત, તેઓ ઓછી ઉર્જા નુકશાન સાથે આ કરે છે. અહીં સરળ નિયમન પ્રદાન કરવું વધુ સરળ છે, કારણ કે તરંગ અવબાધ કોઈ વાંધો નથી - માત્ર એટેન્યુએશન મહત્વપૂર્ણ છે. ટેલિવિઝન કેબલ નેટવર્કમાં, એટેન્યુએટર્સ ટીવી ઇનપુટ્સના ઓવરલોડિંગને દૂર કરે છે અને રિસેપ્શનની સ્થિતિને ધ્યાનમાં લીધા વિના ટ્રાન્સમિશન ગુણવત્તા જાળવી રાખવા દે છે.
સૌથી જટિલ ઉપકરણ ન હોવાને કારણે, એટેન્યુએટર રેડિયો-ફ્રિકવન્સી સર્કિટ્સમાં સૌથી વધુ વ્યાપક એપ્લિકેશન શોધે છે અને વિવિધ સમસ્યાઓ હલ કરવાની મંજૂરી આપે છે. માઇક્રોવેવ અને ઓપ્ટિકલ ફ્રીક્વન્સીઝ પર, આ ઉપકરણો અલગ રીતે બાંધવામાં આવે છે, અને તે જટિલ ઔદ્યોગિક એસેમ્બલીઓ છે.
સંબંધિત લેખો:
