ce este Atenuatoarele?
Atenuatoarele sunt dispozitive pasive. Este convenabil să le discutăm împreună cu decibeli. Atenuatoarele slăbesc sau atenuează ieșirea la nivel înalt a unui generator de semnal, de exemplu, pentru a furniza un semnal de nivel inferior pentru ceva de genul intrării antenei unui receptor radio sensibil. (figura de mai jos) atenuatorul ar putea fi încorporat în generatorul de semnal sau ar putea fi un dispozitiv autonom. Ar putea oferi o cantitate fixă sau reglabilă de atenuare. O secțiune atenuator poate oferi, de asemenea, izolarea între o sursă și o sarcină supărătoare.
atenuatorul de impedanță constantă este potrivit cu impedanța sursă ZI și impedanța de sarcină ZO. Pentru echipamentele de radiofrecventa Z este 50 sec.
în cazul unui atenuator autonom, acesta trebuie plasat în serie între sursa semnalului și sarcină prin ruperea căii semnalului așa cum se arată în figura de mai sus. În plus, trebuie să se potrivească atât cu impedanța sursă ZI, cât și cu impedanța de sarcină ZO, oferind în același timp o cantitate specificată de atenuare. În această secțiune vom lua în considerare doar cazul special și cel mai comun, în care impedanțele sursă și sarcină sunt egale. Nu sunt luate în considerare în această secțiune, sursa inegală și impedanțele de sarcină pot fi compensate de o secțiune atenuator. Cu toate acestea, formularea este mai complexă.
T secțiune și Π secțiunea atenuatoare sunt forme comune.
configurațiile comune sunt rețelele T și XV prezentate în figura de mai sus. Mai multe secțiuni atenuator pot fi în cascadă atunci când sunt necesare semnale chiar mai slabe ca în figura de mai jos.
utilizarea decibelilor pentru atenuatoare
raporturile de tensiune, așa cum sunt utilizate în proiectarea atenuatoarelor, sunt adesea exprimate în termeni de decibeli. Raportul de tensiune trebuie să fie derivat din atenuarea în decibeli. Raporturile de putere exprimate în decibeli sunt aditive. De exemplu, un atenuator de 10 dB urmat de un atenuator de 6 dB oferă 16db de atenuare generală.
10 dB + 6 db = 16 dB
schimbarea nivelurilor sonore sunt perceptibile aproximativ proporțional cu logaritmul raportului de putere (PI / PO).
sound level = log10(PI/PO)
o modificare de 1 dB a nivelului sonor este abia perceptibilă pentru un ascultător, în timp ce 2 db este ușor perceptibilă. O atenuare de 3dB corespunde puterii de tăiere la jumătate, în timp ce un câștig de 3 db corespunde unei dublări a nivelului de putere. Un câștig de -3 dB este același cu o atenuare de + 3 dB, corespunzând la jumătate din nivelul inițial de putere.
schimbarea puterii în decibeli în ceea ce privește raportul de putere este:
dB = 10 log10(PI / PO)
presupunând că sarcina RI la PI este aceeași cu rezistența de sarcină RO la PO(RI = RO), decibelii pot fi derivați din raportul de tensiune (VI / vo) sau raportul de curent (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)
ecuații decibel
cele două forme cele mai des utilizate ale ecuației decibel sunt:
dB = 10 log10(PI / PO) sau dB = 20 log10(VI/VO)
vom folosi ultima formă, deoarece avem nevoie de raportul de tensiune. Încă o dată, forma raportului de tensiune a ecuației se aplică numai acolo unde cele două rezistențe corespunzătoare sunt egale. Adică, sursa și rezistența la sarcină trebuie să fie egale.
exemple folosind ecuațiile Decibel
exemplu: puterea într-un atenuator este de 10 wați, ieșirea este de 1 Watt. Găsiți atenuarea în dB.
dB = 10 log10(PI /PO) = 10 log10 (10 / 1) = 10 log10 (10) = 10 (1) = 10 dB
exemplu: Găsiți raportul de atenuare a tensiunii (K= (VI / VO)) pentru un atenuator de 10 dB.
dB = 10= 20 log10(VI / VO) 10/20 = log10(VI / VO) 1010/20 = 10log10(VI / VO) 3.16 = (VI/VO) = AP(raport)
exemplu: puterea într-un atenuator este de 100 milliwați, ieșirea este de 1 milliwatt. Găsiți atenuarea în dB.
dB = 10 log10(PI /PO) = 10 log10 (100 / 1) = 10 log10 (100) = 10 (2) = 20 dB
exemplu: găsiți raportul de atenuare a tensiunii (K= (VI / VO)) pentru un atenuator de 20 dB.
dB = 20= 20 log10(VI / VO ) 1020/20 = 10 log10(VI / VO ) 10 = (VI/VO ) = K
atenuator de secțiune T
atenuatoarele T și T trebuie conectate la o sursă Z și la o impedanță de sarcină Z. Z – (săgeți) îndreptat departe de atenuator în figura de mai jos indică acest lucru. Z – (săgețile) îndreptate spre atenuator indică faptul că impedanța văzută privind în atenuator cu o sarcină Z la capătul opus este Z, Z=50 pentru cazul nostru. Această impedanță este o constantă (50%) în ceea ce privește atenuarea– impedanța nu se modifică atunci când atenuarea este modificată.
tabelul din figura de mai jos enumeră valorile rezistorului pentru atenuatoarele T și XV pentru a se potrivi cu o sursă / sarcină de 50%, așa cum este cerința obișnuită în lucrul cu frecvența radio.
utilitatea telefonică și alte lucrări audio necesită adesea potrivirea la 600 de metri cubi. Înmulțiți toate valorile R cu raportul (600/50) pentru a corecta pentru potrivirea de 600 de centimi. Înmulțirea cu 75/50 ar converti valorile tabelului pentru a se potrivi cu o sursă și o sarcină de 75 de centimi.
formule pentru rezistoarele atenuatorului secțiunii T, date K, raportul de atenuare a tensiunii, și zi = ZO = 50 INKT.
cantitatea de atenuare este specificată în mod obișnuit în dB (decibeli). Deși, avem nevoie de raportul de tensiune (sau curent) K pentru a găsi valorile rezistorului din ecuații. A se vedea termenul dB/20 în puterea termenului 10 pentru calcularea raportului de tensiune K din dB, de mai sus.
T (și mai jos Π) configurații sunt cele mai frecvent utilizate, deoarece acestea oferă bidirecțional de potrivire. Adică, intrarea și ieșirea atenuatorului pot fi schimbate capăt cu capăt și se potrivesc în continuare cu sursa și impedanțele de încărcare în timp ce furnizează aceeași atenuare.
deconectând sursa și privind spre dreapta la VI, trebuie să vedem o combinație paralelă de serie de R1, R2, R1 și Z arătând ca o rezistență echivalentă a ZIN, la fel ca impedanța sursă / sarcină Z: (o sarcină de Z este conectată la ieșire.)
ZIN = R1 + (R2 |/(R1 + Z))
de exemplu, se substituie valorile de 10 dB din tabelul atenuatorului de 50 XQ pentru R1 și R2, așa cum se arată în figura de mai jos.
ZIN = 25,97 + (35.14 | | (25,97 + 50)) ZIN = 25,97 + (35,14/ / 75,97 ) ZIN = 25,97 + 24,03 = 50
Acest lucru ne arată că vedem 50 de centimetrii privind direct în exemplul atenuatorului (figura de mai jos) cu o sarcină de 50 de centimetrii.
înlocuirea generatorului sursă, deconectarea sarcinii Z la VO și privirea spre stânga ar trebui să ne dea aceeași ecuație ca mai sus pentru impedanța la VO, datorită simetriei. Mai mult, cele trei rezistențe trebuie să fie valori care furnizează atenuarea necesară de la intrare la ieșire. Acest lucru se realizează prin ecuațiile pentru R1 și R2 de mai sus, așa cum se aplică atenuatorului T de mai jos.
atenuator de secțiune PI
tabelul din figura de mai jos enumeră valorile rezistorului pentru atenuatorul de la un nivel de 50 de la un nivel de atenuare comun. Rezistențele corespunzătoare altor niveluri de atenuare pot fi calculate din ecuații.
Formule pentru Π-secțiunea atenuator rezistențe, dat fiind K, tensiunea de atenuare raport, și ZI = ZO = 50 Ω.
cele de mai sus se aplică atenuatorului de mai jos.
Ce valori ale rezistorului ar fi necesare atât pentru atenuatoarele de 10 dB pentru 10 dB de atenuare care corespund unei surse și unei sarcini de 50 de milimetri?
10 dB atenuator cu secțiune de 50 dB pentru potrivirea unei surse și a unei sarcini de 50%.
10 dB corespunde unui raport de atenuare a tensiunii de K=3,16 în următoarea până la ultima linie a tabelului de mai sus. Transferați valorile rezistorului din acea linie la rezistențele din diagrama schematică din figura de mai sus.
atenuator de secțiune L
tabelul din figura de mai jos enumeră valorile rezistorului pentru atenuatoarele L pentru a se potrivi cu o sursă / sarcină de 50 de centimetrii. Tabelul din figura de mai jos listează, de asemenea, valorile rezistorului pentru o formă alternativă. Rețineți că valorile rezistorului nu sunt aceleași.
tabelul atenuatorului secțiunii L pentru sursa și impedanța de sarcină de 50 OLC.
cele de mai sus se aplică atenuatorului l de mai jos.
formă alternativă tabelul atenuator secțiunea L pentru 50 sursă și impedanță de sarcină.
Atenuator T cu punte
tabelul din figura de mai jos enumeră valorile rezistorului pentru atenuatoarele t cu punte pentru a se potrivi cu o sursă și o sarcină de 50 de milimetri. Atenuatorul bridged-T nu este adesea folosit. De ce nu?
formule si tabel prescurtat pentru sectiunea atenuator punte-T, Z = 50 Int.
secțiuni în cascadă
secțiunile atenuatorului pot fi în cascadă ca în figura de mai jos pentru o atenuare mai mare decât poate fi disponibilă dintr-o singură secțiune. De exemplu, două atenuatoare de 10 db pot fi cascadate pentru a furniza 20 dB de atenuare, valorile dB fiind aditive. Raportul de atenuare a tensiunii K sau VI / VO pentru o secțiune de atenuare de 10 dB este de 3,16. Raportul de atenuare a tensiunii pentru cele două secțiuni în cascadă este produsul celor două Ks sau 3.16×3.16=10 pentru cele două secțiuni în cascadă.
secțiuni Atenuator cascadă: dB atenuare este aditiv.
atenuarea variabilă poate fi asigurată în pași discreți de un atenuator comutat. Exemplul din figura de mai jos, prezentat în poziția 0 dB, este capabil de atenuare de la 0 la 7 dB prin comutarea aditivă a uneia sau mai multor secțiuni.
atenuatorul tipic cu mai multe secțiuni are mai multe secțiuni decât arată figura de mai sus. Adăugarea unei secțiuni de 3 sau 8 dB de mai sus permite unității să acopere până la 10 dB și mai mult. Nivelurile de semnal mai mici sunt obținute prin adăugarea de secțiuni de 10 dB și 20 dB sau o secțiune binară multiplă de 16 dB.
atenuatoare RF
pentru lucrări de radiofrecvență (RF) (<1000 Mhz), secțiunile individuale trebuie montate în compartimente ecranate pentru a contracara cuplarea capacitivă dacă trebuie atinse niveluri de semnal mai mici la cele mai înalte frecvențe. Secțiunile individuale ale atenuatoarelor comutate din secțiunea anterioară sunt montate în secțiuni ecranate. Pot fi luate măsuri suplimentare pentru a extinde domeniul de frecvență la peste 1000 Mhz. Aceasta implică construcția din elemente rezistive fără plumb în formă specială.
un atenuator de secțiune T coaxial format din tije rezistive și un disc rezistiv este prezentat în figura de mai sus. Această construcție este utilizabilă pentru câțiva gigahertzi. Versiunea coaxială Inqq ar avea o tijă rezistivă între două discuri rezistive în linia coaxială ca în figura de mai jos.
conectorii RF, care nu sunt prezentați, sunt atașați la capetele atenuatoarelor T și inkt. Conectorii permit atenuatorilor individuali să fie în cascadă, pe lângă conectarea între o sursă și sarcină. De exemplu, un atenuator de 10 dB poate fi plasat între o sursă de semnal supărătoare și o intrare scumpă a analizorului de spectru. Chiar dacă este posibil să nu avem nevoie de atenuare, echipamentul de testare scump este protejat de sursă prin atenuarea oricărei supratensiuni.
rezumat: atenuatoare
- un atenuator reduce un semnal de intrare la un nivel inferior.
- cantitatea de atenuare este specificată în decibeli (dB). Valorile decibelilor sunt aditive pentru secțiunile atenuatorului în cascadă.
- dB de la raportul de putere: dB = 10 log10(PI / PO)
- dB de la raportul de tensiune: dB = 20 log10 (VI / VO)
- atenuatoarele de secțiune T și inkt sunt cele mai frecvente configurații de circuite.
foi de lucru conexe:
- foaie de lucru pentru măsurători Decibel