Apabila membangunkan litar elektronik, biasanya diperlukan untuk menyelesaikan masalah menguatkan isyarat - meningkatkan amplitud atau kuasanya. Tetapi terdapat situasi apabila tahap isyarat diperlukan, sebaliknya, untuk melemahkan. Dan tugas ini tidak semudah yang kelihatan pada pandangan pertama.
Kandungan
Apa itu attenuator dan bagaimana ia berfungsi
Atenuator ialah peranti untuk secara sengaja dan biasanya mengurangkan amplitud atau kuasa isyarat input tanpa memutarbelitkan bentuknya.
Prinsip operasi attenuator yang digunakan dalam julat frekuensi radio - pembahagi voltan dengan perintang atau kapasitor. Isyarat input diedarkan antara perintang secara berkadaran dengan rintangan. Penyelesaian yang paling mudah ialah pembahagi dua perintang. Atenuator sedemikian dipanggil berbentuk L (dalam kesusasteraan teknikal asing - berbentuk L). Mana-mana bahagian peranti tidak seimbang ini boleh berfungsi sebagai input dan output.Satu ciri G-attenuator ialah tahap kerugian yang rendah apabila memadankan input dan output.
Jenis-jenis attenuator
Dalam amalan, G-attenuator tidak digunakan begitu kerap - terutamanya untuk memadankan rintangan input dan output. Peranti jenis P (dalam kesusasteraan asing Pi - dari huruf Latin π) dan peranti jenis T digunakan dengan lebih meluas untuk pengecilan isyarat yang dinormalisasi. Prinsip ini membolehkan anda mencipta peranti dengan impedans input dan output yang sama (tetapi, jika perlu, anda boleh menggunakan yang berbeza).
Rajah menunjukkan peranti tidak seimbang. Sumber dan beban mesti disambungkan kepada mereka dengan talian tidak seimbang - kabel sepaksi, dsb. dari mana-mana arah.
Untuk garisan seimbang (pasangan berpintal, dsb.), litar seimbang digunakan - ia kadangkala dipanggil pengecil jenis H dan O, walaupun ini hanyalah variasi peranti sebelumnya.
Dengan menambah satu (dua) perintang, jenis T- (H-) attenuator ditukar kepada yang jambatan.
Atenuator dihasilkan oleh industri dalam bentuk peranti lengkap dengan penyambung untuk sambungan, tetapi ia juga boleh dibuat pada papan litar bercetak sebagai sebahagian daripada litar am. Atenuator rintangan dan kapasitif mempunyai tambahan yang serius - ia tidak mengandungi unsur bukan linear, yang tidak memesongkan isyarat dan tidak membawa kepada kemunculan harmonik baru dalam spektrum dan kehilangan yang sedia ada.
Sebagai tambahan kepada rintangan, terdapat jenis pengecil lain. Digunakan secara meluas dalam teknologi perindustrian:
- pengecil had dan polarisasi - berdasarkan sifat reka bentuk pandu gelombang;
- atenuator menyerap - pengecilan isyarat menyebabkan penyerapan kuasa oleh bahan yang dipilih khas;
- attenuator optik;
Jenis peranti ini digunakan dalam teknologi gelombang mikro dan dalam julat frekuensi cahaya. Pada frekuensi rendah dan radio, attenuator berdasarkan perintang dan kapasitor digunakan.
Ciri-ciri utama
Parameter utama yang menentukan sifat attenuator ialah pekali pengecilan. Ia diukur dalam desibel. Untuk memahami berapa kali amplitud isyarat berkurangan selepas melalui litar pelemahan, adalah perlu untuk mengira semula pekali dari desibel ke masa. Pada output peranti yang mengurangkan amplitud isyarat oleh N desibel, voltan akan menjadi M kali lebih kecil:
M=10(N/20) (untuk kuasa — M=10(N/10)) .
Pengiraan terbalik:
N=20⋅log10(M) (untuk kuasa N=10⋅log10(M)).
Jadi, untuk pengecil dengan Kosl \u003d -3 dB (pekali sentiasa negatif, kerana nilai sentiasa berkurangan), isyarat keluaran akan mempunyai amplitud 0.708 daripada yang asal. Dan jika amplitud keluaran adalah dua kali kurang daripada yang asal, maka Kosl adalah lebih kurang sama dengan -6 dB.
Formulanya agak rumit untuk pengiraan mental, jadi lebih baik menggunakan kalkulator dalam talian, yang mana terdapat banyak di Internet.
Untuk peranti boleh laras (berlangkah atau licin), had pelarasan ditunjukkan.
Satu lagi parameter penting ialah impedans gelombang (impedans) pada input dan output (mereka boleh sama). Rintangan ini dikaitkan dengan ciri seperti nisbah gelombang berdiri (SWR) - ia sering ditunjukkan pada produk perindustrian. Untuk beban rintangan semata-mata, pekali ini dikira dengan formula:
- SWR=ρ/R jika ρ>R, di mana R ialah rintangan beban dan ρ ialah impedans gelombang bagi talian.
- SWR= R/ρ jika ρ<R.
SWR sentiasa lebih besar daripada atau sama dengan 1. Jika R=ρ, semua kuasa dipindahkan ke beban. Semakin banyak nilai ini berbeza, semakin besar kerugian.Jadi, dengan SWR = 1.2, 99% kuasa akan mencapai beban, dan dengan SWR = 3 - sudah 75%. Apabila menyambungkan atenuator 75 ohm kepada kabel 50 ohm (atau sebaliknya), SWR = 1.5 dan kerugian akan menjadi 4%.
Ciri penting lain untuk disebutkan:
- julat frekuensi operasi;
- kuasa maksimum.
Juga penting ialah parameter seperti ketepatan - ini bermakna sisihan pengecilan yang dibenarkan dari nominal. Untuk pengecil industri, ciri-ciri digunakan pada kes itu.
Dalam sesetengah kes, kuasa peranti adalah penting. Tenaga yang belum sampai kepada pengguna dilesapkan oleh unsur-unsur attenuator, jadi adalah penting untuk mengelakkan beban berlebihan.
Terdapat formula untuk mengira ciri-ciri utama attenuator rintangan pelbagai reka bentuk, tetapi ia adalah rumit dan mengandungi logaritma. Oleh itu, untuk menggunakannya, anda memerlukan sekurang-kurangnya kalkulator. Oleh itu, untuk pengiraan sendiri adalah lebih mudah untuk menggunakan program khas (termasuk dalam talian).
Atenuator boleh laras
Pekali pengecilan dan SWR dipengaruhi oleh nilai semua elemen yang membentuk pengecil, jadi cipta peranti berdasarkan perintang dengan peraturan parameter yang lancar adalah sukar. Dengan menukar pengecilan, adalah perlu untuk melaraskan SWR dan sebaliknya. Masalah sedemikian boleh diselesaikan dengan menggunakan penguat dengan keuntungan kurang daripada 1.
Peranti sedemikian dibina pada transistor atau OU, tetapi terdapat masalah lineariti. Bukan mudah untuk mencipta penguat yang tidak memesongkan bentuk gelombang pada julat frekuensi yang luas. Peraturan berperingkat lebih banyak digunakan - pengecil disambungkan secara bersiri, kelemahannya ditambah. Litar-litar yang diperlukan dishunted (kenalan geganti dan lain-lain).Jadi pekali pengecilan yang dikehendaki diperoleh tanpa mengubah rintangan gelombang.
Terdapat reka bentuk peranti untuk melemahkan isyarat dengan pelarasan lancar, dibina pada pengubah jalur lebar (SHPT). Ia digunakan dalam teknologi komunikasi amatur dalam kes di mana keperluan untuk memadankan input dan output adalah rendah.
Penalaan lancar pengecil yang dibina pada pandu gelombang dicapai dengan menukar dimensi geometri. Atenuator optik juga dihasilkan dengan kawalan pengecilan lancar, tetapi peranti sedemikian mempunyai reka bentuk yang agak rumit, kerana ia mengandungi sistem kanta, penapis optik, dll.
Kawasan permohonan
Jika attenuator mempunyai rintangan input dan output yang berbeza, maka, sebagai tambahan kepada fungsi pengecilan, ia boleh bertindak sebagai peranti yang sepadan. Jadi, jika anda perlu menyambungkan kabel 75 dan 50 ohm, anda boleh meletakkan kabel yang dikira dengan betul di antara mereka, dan bersama-sama dengan pengecilan normal, anda juga boleh membetulkan tahap padanan.
Dalam menerima peralatan, attenuator digunakan untuk mengelakkan beban lampau litar input dengan sinaran palsu yang kuat. Dalam sesetengah kes, melemahkan isyarat yang mengganggu, walaupun pada masa yang sama sebagai isyarat yang dikehendaki yang lemah, boleh meningkatkan kualiti penerimaan dengan mengurangkan tahap gangguan intermodulasi.
Dalam teknologi pengukuran, attenuator boleh digunakan sebagai penyahgandingan - ia mengurangkan kesan beban pada sumber isyarat rujukan. Atenuator optik digunakan secara meluas dalam menguji peralatan transceiver untuk talian komunikasi gentian optik.Dengan bantuan mereka, pengecilan dalam garis sebenar dimodelkan dan keadaan dan sempadan komunikasi yang stabil ditentukan.
Dalam teknologi audio, attenuator digunakan sebagai peranti kawalan kuasa. Tidak seperti potensiometer, mereka melakukan ini dengan kehilangan kuasa yang lebih sedikit. Di sini adalah lebih mudah untuk memastikan pelarasan yang lancar, kerana rintangan gelombang tidak penting - hanya pengecilan yang penting. Dalam rangkaian kabel televisyen, attenuator menghapuskan lebihan beban input TV dan membolehkan anda mengekalkan kualiti penghantaran tanpa mengira keadaan penerimaan.
Sebagai bukan peranti yang paling kompleks, attenuator menemui aplikasi terluas dalam litar frekuensi radio dan membolehkan anda menyelesaikan pelbagai masalah. Pada gelombang mikro dan frekuensi optik, peranti ini dibina secara berbeza, dan ia adalah unit industri yang kompleks.
Artikel yang serupa:
