mi a csillapítók?
a csillapítók passzív eszközök. Kényelmes megvitatni őket a decibelekkel együtt. A csillapítók gyengítik vagy gyengítik a jelgenerátor magas szintű kimenetét, például, hogy alacsonyabb szintű jelet biztosítsanak valamihez, mint egy érzékeny rádióvevő antennabemenete. (az alábbi ábra) a csillapító beépíthető a jelgenerátorba, vagy önálló eszköz lehet. Rögzített vagy állítható csillapítást biztosíthat. A csillapító szakasz elszigetelést is biztosíthat a forrás és a zavaró terhelés között.
állandó impedancia csillapító illeszkedik a zi forrás impedanciához és a zo terhelési impedanciához. Rádiófrekvenciás berendezések esetében A Z értéke 50 ezer fő.
önálló csillapító esetén azt a jelforrás és a terhelés között sorba kell helyezni a jel útvonalának megszakításával, amint az a fenti ábrán látható. Ezenkívül meg kell egyeznie mind a zi forrásimpedanciával, mind a zo terhelési impedanciával, miközben meghatározott mennyiségű csillapítást biztosít. Ebben a részben csak azt a speciális és leggyakoribb esetet vesszük figyelembe, amikor a forrás és a terhelési impedancia egyenlő. Ebben a szakaszban nem veszik figyelembe, hogy az egyenlőtlen forrás-és terhelési impedanciák kiegyenlíthetők egy csillapítószakasszal. A megfogalmazás azonban összetettebb.
t szekció és a) A Szekciócsillapítók gyakori formái.
a közös konfigurációk a fenti ábrán látható T-és a CC-hálózatok. Több csillapító szakasz lépcsőzetes lehet, ha még gyengébb jelekre van szükség, mint az alábbi ábrán.
a decibelek használata Csillapítókhoz
a feszültségarány, amelyet a csillapítók tervezésénél használnak, gyakran decibelben fejezik ki. A feszültségarányt a decibelben mért csillapításból kell levezetni. A decibelben kifejezett teljesítményarányok additívak. Például egy 10 dB csillapító, amelyet egy 6 dB csillapító követ, összességében 16 db csillapítást biztosít.
10 dB + 6 db = 16 dB
a változó zajszintek nagyjából arányosak a teljesítményarány logaritmusával (PI / PO).
sound level = log10 (PI / PO)
a hangszint 1 dB-es változása alig érzékelhető a hallgató számára, míg 2 db könnyen érzékelhető. A 3db csillapítás a teljesítmény felére csökkentésének felel meg, míg a 3 db nyereség a teljesítményszint megduplázódásának felel meg. A -3 dB erősítés megegyezik a +3 dB csillapítással, ami az eredeti teljesítményszint felének felel meg.
a teljesítményváltozás decibelben a teljesítményarány szempontjából:
dB = 10 log10(PI / PO)
feltételezve, hogy a RI terhelés PI-nél megegyezik a Ro terhelési ellenállással PO-nál(RI = RO), a decibel származhat a feszültség arányból (VI / VO) vagy az áram arányból (II / IO):
PO = V O IO = VO2 / R = IO2 R PI = V I II = VI2 / R = II2 r dB = 10 log10(PI / PO) = 10 log10(vi2 / VO2) = 20 LOG10(vi/vo) db = 10 log10(PI / po) = 10 log10(II2 / io2) = 20 log10(II/io)
decibel egyenletek
a decibel egyenlet két leggyakrabban használt formája a következő:
dB = 10 log10(PI / PO) vagy dB = 20 log10(VI / VO)
az utóbbi formát fogjuk használni, mivel szükségünk van a feszültségarányra. Az egyenlet feszültségarány-formája ismét csak akkor alkalmazható, ha a két megfelelő ellenállás egyenlő. Ez azt jelenti, hogy a forrásnak és a terhelési ellenállásnak egyenlőnek kell lennie.
példák a decibel egyenleteket használva
példa: a csillapító áramellátása 10 Watt, az áramkimaradás 1 Watt. Keresse meg a csillapítást dB-ben.
dB = 10 log10 (PI / PO) = 10 log10 (10 /1) = 10 log10 (10) = 10 (1) = 10 dB
példa: Keresse meg a feszültség csillapítási arányt (K= (VI / VO)) egy 10 dB-es csillapító esetében.
dB = 10= 20 log10(VI / VO) 10/20 = log10(VI / VO) 1010/20 = 10log10 (VI / VO) 3.16 = (VI / VO) = AP (arány)
példa: a csillapító áramellátása 100 milliwatt, az áramkimaradás 1 milliwatt. Keresse meg a csillapítást dB-ben.
dB = 10 log10 (PI / PO) = 10 log10 (100 /1) = 10 log10 (100) = 10 (2) = 20 dB
példa: keresse meg a feszültség csillapítási arányt (K= (VI / VO)) egy 20 dB-es csillapító esetében.
dB = 20 = 20 log10 (VI / VO ) 1020/20 = 10 log10(VI / VO ) 10 = (VI/VO ) = K
T-szekció csillapító
A t és a CBT csillapítókat Z forráshoz és Z terhelési impedanciához kell csatlakoztatni. Az alábbi ábrán a csillapítótól távol eső z – (nyilak) ezt jelzik. A csillapító felé mutató Z-(nyilak) azt jelzi, hogy a csillapítóba nézve látható impedancia Z terheléssel a másik végén Z, Z=50 ^ esetünkben. Ez az impedancia a csillapítás szempontjából állandó (50) – az impedancia nem változik, ha a csillapítás megváltozik.
az alábbi ábrán látható táblázat felsorolja az ellenállás értékeit a T és a ++ csillapítók számára, hogy megfeleljenek az 50 ++ forrásnak/ terhelésnek, amint ez a rádiófrekvenciás munka szokásos követelménye.
telefon segédprogram és egyéb audio munka gyakran szükséges megfelelő 600 ezer. Szorozzuk meg az összes R értéket az arány (600/50), hogy korrigáljuk a 600-at. Ha 75/50-gyel szorozzuk, akkor a táblázat értékei egy 75cl-es forrásnak és terhelésnek felelnek meg.
képletek A T-szakasz csillapító ellenállásokhoz, adott K, a feszültség csillapítási arány, és ZI = ZO = 50++.
a csillapítás mértéke általában dB-ben (decibel) van megadva. Azonban szükségünk van a feszültség (vagy áram) arányra K hogy megtaláljuk az ellenállás értékeit az egyenletekből. Lásd a dB / 20 kifejezést 10 kifejezés erejében a K feszültségarány kiszámításához dB-től, fent.
a T (és az alatti) konfigurációkat használják leggyakrabban, mivel kétirányú illesztést biztosítanak. Ez azt jelenti, hogy a csillapító bemenete és kimenete felcserélhető a végére, és még mindig megegyezik a forrás és a terhelés impedanciájával, miközben ugyanazt a csillapítást biztosítja.
a forrás leválasztása és a VI-nál jobbra nézve az R1, R2, R1 és Z sorozatos párhuzamos kombinációját kell látnunk, amely úgy néz ki, mint a ZIN egyenértékű ellenállása, ugyanaz, mint a Z forrás/terhelés impedancia: (Z terhelés kapcsolódik a kimenethez.)
ZIN = R1 + (R2 ||(R1 + Z))
például helyettesítse az R1 és R2 csillapító táblázat 10 dB-es értékeit az alábbi ábrán látható módon.
ZIN = 25,97 + (35.14 | | (25.97 + 50)) ZIN = 25.97 + (35.14/ / 75.97 ) ZIN = 25.97 + 24.03 = 50
Ez azt mutatja, hogy látjuk, hogy 50 ++ néz jobbra a példa csillapító (az alábbi ábra) egy 50 ++ terhelés.
a forrásgenerátor cseréje, A Z terhelés leválasztása a VO-nál, és balra nézve ugyanazt az egyenletet kell adnunk, mint fent a VO impedanciájára, a szimmetria miatt. Ezenkívül a három ellenállásnak olyan értékeknek kell lennie, amelyek a bemenettől a kimenetig biztosítják a szükséges csillapítást. Ezt a fenti R1 és R2 egyenletekkel valósítjuk meg, az alábbi t-csillapítóra alkalmazva.
PI-szakasz csillapító
az alábbi ábra táblázata felsorolja az ellenállás értékeit az 50 ++ forrásnak/ terhelésnek megfelelő csillapítási szinteken. Az egyéb csillapítási szinteknek megfelelő ellenállásokat az egyenletekből lehet kiszámítani.
képletek a deklinációs csillapító ellenállásokhoz, adott K, a feszültség csillapítási arány, és ZI = ZO = 50++.
a fentiek a lenti! dőlő-csillapítóra vonatkoznak.
milyen ellenállási értékekre lenne szükség mind a 10 dB csillapítás esetén, amely megfelel egy 50 GB-os forrásnak és terhelésnek?
10 dB ++ -szakasz csillapító példa egy 50 GB-os forrás és terhelés illesztésére.
a 10 dB a fenti táblázat utolsó sorában K=3,16 feszültségcsillapítási aránynak felel meg. Vigye át az ellenállás értékeit ebben a sorban az ellenállásokra a fenti ábra sematikus diagramján.
L-szakasz csillapító
az alábbi ábrán látható táblázat az L csillapítók ellenállási értékeit sorolja fel, hogy megfeleljenek egy 50 GB-os forrásnak/ terhelésnek. Az alábbi ábra táblázata egy alternatív forma ellenállási értékeit is felsorolja. Vegye figyelembe, hogy az ellenállás értékei nem azonosak.
L-szakasz csillapító táblázat 50 db forrás-és terhelési impedanciához.
A fentiek az alábbi l csillapítóra vonatkoznak.
alternatív forma L-szakasz csillapító táblázat 50 ++ forrás és terhelési impedancia.
áthidalt T csillapító
az alábbi ábrán látható táblázat az áthidalt T csillapítók ellenállási értékeit sorolja fel, hogy megfeleljenek egy 50 GB-os forrásnak és terhelésnek. Az áthidalt-T csillapítót gyakran nem használják. Miért ne?
képletek és rövidített táblázat az áthidalt-T csillapító szakaszhoz, Z = 50++.
Kaszkádolt szakaszok
csillapító szakaszok kaszkádolhatók az alábbi ábrán látható módon, hogy nagyobb csillapítást érjenek el, mint amennyi egyetlen szakaszból elérhető. Például két 10 db csillapító kaszkádolható 20 dB csillapítás biztosítására, a dB értékek additívak. A K vagy VI/VO feszültségcsillapítási arány 10 dB csillapító szakasz esetén 3,16. A két kaszkádos szakasz feszültségcsillapítási aránya a két KS vagy 3, 16×3, 16=10 szorzata a két kaszkádos szakasz esetében.
kaszkádos csillapító szakaszok: a dB csillapítás additív.
a változó csillapítást diszkrét lépésekben lehet biztosítani egy kapcsolt csillapítóval. Az alábbi ábrán látható, 0 dB helyzetben bemutatott példa 0-7 dB csillapításra képes egyetlen, egy vagy több szakasz additív kapcsolásával.
kapcsolt csillapító: a csillapítás diszkrét lépésekben változó.
a tipikus többszakaszos csillapítónak több szakasza van, mint amennyit a fenti ábra mutat. A fenti 3 vagy 8 dB-es szakasz hozzáadása lehetővé teszi az Egység 10 dB-es vagy annál nagyobb lefedését. Az alacsonyabb jelszintek 10 dB és 20 dB szakaszok, vagy bináris többszörös 16 dB szakaszok hozzáadásával érhetők el.
RF csillapítók
rádiófrekvenciás (RF) munkákhoz (<1000 Mhz) az egyes szakaszokat árnyékolt rekeszekbe kell felszerelni, hogy megakadályozzák a kapacitív kapcsolást, ha alacsonyabb jelszinteket akarnak elérni a legmagasabb frekvenciákon. Az előző szakaszban a kapcsolt csillapítók egyes szakaszai árnyékolt szakaszokban vannak felszerelve. További intézkedések hozhatók a frekvenciatartomány 1000 Mhz-en túli kiterjesztésére. Ez magában foglalja a speciális alakú ólom-kevésbé ellenálló elemek építését.
a fenti ábrán egy koaxiális T-szekció csillapító látható, amely ellenállórudakból és egy ellenálló lemezből áll. Ez a konstrukció néhány gigahertzig használható. A koaxiális változatban a koaxiális vonal két rezisztív lemeze között egy ellenállórúd lenne, mint az alábbi ábrán látható.
RF csatlakozók, amelyek nem jelennek meg, a fenti T és a Ca) csillapítók végeihez vannak rögzítve. A csatlakozók lehetővé teszik az egyes csillapítók kaszkádolását, a forrás és a terhelés közötti kapcsolat mellett. Például egy 10 dB-es csillapítót lehet elhelyezni egy problémás jelforrás és egy drága spektrum analizátor bemenet között. Annak ellenére, hogy lehet, hogy nincs szükségünk a csillapításra, a drága tesztberendezést a túlfeszültség csillapításával védik a forrástól.
Összegzés: csillapítók
- egy csillapító alacsonyabb szintre csökkenti a bemeneti jelet.
- a csillapítás mértéke decibelben (dB) van megadva. A decibel értékek additívak a kaszkádos csillapító szakaszokhoz.
- dB teljesítményarány: dB = 10 log10(PI / PO)
- dB feszültségarány: dB = 20 log10 (VI / VO)
- t és a leggyakoribb áramköri konfigurációk a blokklánc-csillapítók.
kapcsolódó munkalapok:
- Decibel mérések munkalap