Vad är dämpare?
dämpare är passiva enheter. Det är bekvämt att diskutera dem tillsammans med Decibel. Dämpare försvagar eller dämpar högnivåutgången från en signalgenerator, till exempel för att ge en lägre nivåsignal för något som antenningången på en känslig radiomottagare. (figur nedan) dämparen kan byggas in i signalgeneratorn eller vara en fristående enhet. Det kan ge en fast eller justerbar mängd dämpning. En dämparsektion kan också ge isolering mellan en källa och en besvärlig belastning.
konstant impedansdämpare matchas med källimpedans ZI och belastningsimpedans ZO. För radiofrekvensutrustning Z är 50 kg.
När det gäller en fristående dämpare måste den placeras i Serie mellan signalkällan och belastningen genom att bryta upp signalvägen som visas i figuren ovan. Dessutom måste den matcha både källimpedansen ZI och belastningsimpedansen ZO, samtidigt som den ger en viss mängd dämpning. I det här avsnittet kommer vi bara att överväga det speciella och vanligaste fallet där käll-och belastningsimpedanserna är lika. Inte beaktas i detta avsnitt, ojämn källa och belastningsimpedanser kan matchas av en dämpare avsnitt. Formuleringen är emellertid mer komplex.
t-avsnitt och dämpare för avsnitt i Brasilien är vanliga former.
vanliga konfigurationer är de t-och Azerbajdzjanätverk som visas i figuren ovan. Flera dämpare sektioner kan kaskad när ännu svagare signaler behövs som i figuren nedan.
användning av decibel för dämpare
spänningsförhållanden, som används vid utformningen av dämpare uttrycks ofta i termer av decibel. Spänningsförhållandet måste härledas från dämpningen i decibel. Effektförhållanden uttryckta som decibel är additiva. Till exempel ger en 10 dB dämpare följt av en 6 dB dämpare 16 dB dämpning totalt.
10 dB + 6 db = 16 dB
ändra ljudnivåer är märkbara ungefär proportionella mot logaritmen för effektförhållandet (PI / PO).
ljudnivå = log10 (PI/PO)
en förändring på 1 dB i ljudnivå är knappt märkbar för en lyssnare, medan 2 db är lätt märkbar. En dämpning på 3 dB motsvarar skärkraften i hälften, medan en förstärkning på 3 db motsvarar en fördubbling av effektnivån. En förstärkning på -3 dB är densamma som en dämpning på +3 dB, vilket motsvarar hälften av den ursprungliga effektnivån.
effektförändringen i decibel när det gäller effektförhållande är:
dB = 10 log10(PI/PO)
förutsatt att belastningen RI vid PI är densamma som belastningsmotståndet RO vid PO(RI = RO), kan decibelerna härledas från spänningsförhållandet (VI / VO) eller strömförhållandet (II/Io):
PO = vo 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 ekvationer
de två mest använda formerna av decibel ekvationen är:
dB = 10 log10(PI / PO) eller dB = 20 log10 (VI / VO)
Vi kommer att använda den senare formen, eftersom vi behöver spänningsförhållandet. Återigen är spänningsförhållandet för ekvationen endast tillämpligt där de två motsvarande motstånden är lika. Det vill säga källan och belastningsmotståndet måste vara lika.
exempel med Decibel ekvationerna
exempel: effekt i en dämpare är 10 watt, strömmen är 1 Watt. Hitta dämpningen i dB.
dB = 10 log10 (PI / PO) = 10 log10 (10 /1) = 10 log10 (10) = 10 (1) = 10 dB
exempel: Hitta spänningsdämpningsförhållandet (K= (vi / VO)) för en 10 dB dämpare.
dB = 10 = 20 log10(VI / VO) 10/20 = log10(VI / VO) 1010/20 = 10log10(VI / VO) 3.16 = (VI / VO) = AP(förhållande)
exempel: ström till en dämpare är 100 milliwatt, strömmen är 1 milliwatt. Hitta dämpningen i dB.
dB = 10 log10 (PI / PO) = 10 log10 (100 /1) = 10 log10 (100) = 10 (2) = 20 dB
exempel: hitta spänningsdämpningsförhållandet (K= (vi / VO)) för en 20 dB dämpare.
dB = 20 = 20 log10(VI / VO ) 1020/20 = 10 log10(VI / VO ) 10 = (vi / VO) = K
t-sektions dämpare
t-och AA-dämparna måste anslutas till en Z-källa och Z-belastningsimpedans. Z – (pilarna) som pekar bort från dämparen i figuren nedan indikerar detta. Z – (pilarna) som pekar mot dämparen indikerar att impedansen som ses titta in i dämparen med en belastning Z i motsatt ände är Z, Z=50 kcal för vårt fall. Denna impedans är en konstant (50 kcal) med avseende på dämpning– impedansen ändras inte när dämpningen ändras.
tabellen i figuren nedan visar motståndsvärden för T-och XXL-dämparna för att matcha en 50 xnumx xnumx-källa/ belastning, vilket är det vanliga kravet i radiofrekvensarbete.
telefonverktyg och annat ljudarbete kräver ofta matchning till 600 kcal. Multiplicera alla R-värden med förhållandet (600/50) för att korrigera för 600-matchning. Att multiplicera med 75/50 skulle konvertera tabellvärden för att matcha en 75 msk källa och belastning.
formler för t-sektions dämpare motstånd, givet K, spänningsdämpningsförhållandet, och ZI = ZO = 50 kcal.
mängden dämpning anges vanligtvis i dB (decibel). Men vi behöver spänningen (eller strömmen) förhållandet K för att hitta motståndsvärdena från ekvationer. Se dB / 20-termen i kraften på 10-termen för beräkning av spänningsförhållandet K från dB, ovan.
t-konfigurationerna (och nedan i enlighet med S. K. A. O.) används oftast eftersom de ger dubbelriktad matchning. Det vill säga dämparens ingång och utgång kan bytas ände mot ände och matchar fortfarande källan och belastningsimpedanserna samtidigt som samma dämpning levereras.
koppla ur källan och titta in till höger vid VI, vi måste se en serie parallell kombination av R1, R2, R1 och Z som ser ut som ett ekvivalent motstånd av ZIN, samma som källan/belastningsimpedansen Z: (en belastning av Z är ansluten till utgången.)
ZIN = R1 + (R2/ / (R1 + Z))
ersätt till exempel 10 dB-värdena från 50-tabellen för dämpare för R1 och R2 som visas i figuren nedan.
ZIN = 25,97 + (35.14 | | (25.97 + 50)) ZIN = 25.97 + (35.14/ / 75.97 ) ZIN = 25.97 + 24.03 = 50
detta visar oss att vi ser 50 megapixlar titta rakt in i exemplet dämpare (figur nedan) med en 50 Megapixelbelastning.
byte av källgeneratorn, frånkoppling av belastning Z vid VO och tittar in till vänster, bör ge oss samma ekvation som ovan för impedansen vid VO på grund av symmetri. Dessutom måste de tre motstånden vara värden som levererar den erforderliga dämpningen från ingång till utgång. Detta åstadkommes genom ekvationerna för R1 och R2 ovan som tillämpas på T-dämparen nedan.
pi-sektions dämpare
tabellen i figuren nedan visar motståndsvärden för dämparen i enlighet med en källa / belastning på 50 i enlighet med vissa vanliga dämpningsnivåer. Motstånden som motsvarar andra dämpningsnivåer kan beräknas från ekvationerna.
formler för Dämpningsmotstånd i augl-avsnitt, givet K, spänningsdämpningsförhållandet och ZI = ZO = 50 augl.
ovanstående gäller för den nedan angivna dämparen för Xiaomi.
vilka motståndsvärden skulle krävas för både de Augulidämpare för 10 dB dämpning matchar en 50 Augulikälla och belastning?
10 dB AUX-avsnitt dämpare exempel för att matcha en 50 Ox-källa och belastning.
10 dB motsvarar ett spänningsdämpningsförhållande på K = 3,16 i nästa till sista raden i ovanstående tabell. Överför motståndsvärdena i den linjen till motstånden på det schematiska diagrammet i figuren ovan.
l-sektionsdämpare
tabellen i figuren nedan visar motståndsvärden för L-dämparna för att matcha en källa/ belastning på 50 kg. Tabellen i figuren nedan visar också motståndsvärden för en alternativ form. Observera att motståndsvärdena inte är desamma.
L-sektions dämpningstabell för 50 kg källa och belastningsimpedans.
ovanstående gäller för L-dämparen nedan.
alternativ form L-sektions dämpningstabell för 50 kg källa och belastningsimpedans.
överbryggad t-dämpare
tabellen i figuren nedan visar motståndsvärden för de överbryggade t-dämparna så att de matchar en källa och en belastning på 50 kg. Bridged-t-dämparen används inte ofta. Varför inte?
formler och förkortad tabell för bridged – t-dämpningsavsnittet, Z = 50 kcal.
Kaskadsektioner
Dämparsektioner kan kaskadas som i figuren nedan för mer dämpning än vad som kan vara tillgängligt från en enda sektion. Till exempel kan två 10 db-dämpare kaskaderas för att ge 20 dB dämpning, varvid dB-värdena är additiva. Spänningsdämpningsförhållandet K eller VI/VO för en 10 dB dämparsektion är 3,16. Spänningsdämpningsförhållandet för de två kaskadsektionerna är produkten av de två Ks eller 3.16×3.16=10 för de två kaskadsektionerna.
kaskad dämpare sektioner: dB dämpning är additiv.
variabel dämpning kan tillhandahållas i diskreta steg med en omkopplad dämpare. Exemplet i figuren nedan, som visas i 0 dB-läget, kan 0 till 7 dB dämpning genom tillsatsomkoppling av ingen, en eller flera sektioner.
Switched attenuator: dämpningen är variabel i diskreta steg.
den typiska multisektionsdämparen har fler sektioner än ovanstående figur visar. Tillägget av en 3 eller 8 dB sektion ovan gör att enheten kan täcka till 10 dB och därefter. Lägre signalnivåer uppnås genom tillsats av 10 dB-och 20 dB-sektioner, eller en binär multipel 16 dB-sektion.
RF-dämpare
för radiofrekvensarbete (RF) (<1000 Mhz) måste de enskilda sektionerna monteras i avskärmade fack för att motverka kapacitiv koppling om lägre signalnivåer ska uppnås vid de högsta frekvenserna. De enskilda sektionerna av de omkopplade dämparna i föregående avsnitt är monterade i skärmade sektioner. Ytterligare åtgärder får vidtas för att utöka frekvensområdet till mer än 1000 Mhz. Detta innebär konstruktion från specialformade blyfria resistiva element.
en koaxial t-sektionsdämpare bestående av resistiva stavar och en resistiv skiva visas i figuren ovan. Denna konstruktion är användbar för några gigahertz. Den koaxiala versionen av 2axial skulle ha en resistiv stång mellan två resistiva skivor i koaxiallinjen som i figuren nedan.
RF-kontakter, som inte visas, är fästa vid ändarna av ovanstående t-och AA-dämpare. Anslutningarna gör att enskilda dämpare kan kaskaderas, förutom att ansluta mellan en källa och belastning. Till exempel kan en 10 dB dämpare placeras mellan en besvärlig signalkälla och en dyr spektrumanalysatoringång. Även om vi kanske inte behöver dämpningen skyddas den dyra testutrustningen från källan genom att dämpa överspänning.
sammanfattning: dämpare
- en dämpare reducerar en ingångssignal till en lägre nivå.
- mängden dämpning anges i decibel (dB). Decibelvärden är additiva för kaskad dämpare sektioner.
- dB från effektförhållande: dB = 10 log10(PI / PO)
- dB från spänningsförhållande: dB = 20 log10(vi / VO
relaterade kalkylblad:
- Decibelmätningar kalkylblad