الأسئلة الشائعة: ما هي المخففات (Attenuators)؟

المضعفات هي مكونات كهربائية مصممة لتقليل سعة الإشارة التي تمر عبر المكون، دون التأثير بشكل كبير على سلامة تلك الإشارة. تُستخدم في التطبيقات الراديوية والبصرية. تُستخدم المضعفات الراديوية عمومًا في الدوائر الإلكترونية، بينما تُستخدم المضعفات البصرية منها في الألياف البصرية. هناك في الأساس ستة أنواع مختلفة من تصميمات المضعفات الراديوية: ثابتة، خطوة بخطوة، متغيرة باستمرار، قابلة للبرمجة، تحيز التيار المستمر، وحجب التيار المستمر.

من بين المواصفات الرئيسية التي يجب مراعاتها في المضعفات: درجة التضعيف المقاسة بوحدة الديسيبل (dB)، مدى التردد (ميغاهرتز)، قدرة التعامل مع الطاقة (واط)، والمقاومة (أوم).

مُخفِّضات ثابتة

تتكون المخففات عادةً من شبكة مقاومة تسمح بتبديد الحرارة بمعدل معين. هناك بعض التخطيطات الأساسية - تخطيط "T" وتخطيط "L" وتخطيط "Pi". هذه التخطيطات المعتمدة لديها بالفعل معادلات وقيم مقاومة يمكن استخدامها للحصول على الممانعة المميزة (Z0) عبر نطاق من الترددات، وتُعرف أيضًا باسم المخففات غير المتوازنة ذات الدوائر غير المتماثلة. الإصدار المتوازن أو المتماثل للمخفف "T" يُعرف بتخطيط "H"، والإصدار المتوازن للمخفف Pi يُعرف بتخطيط "O".

هناك ثلاثة تخطيطات أساسية للمخففات غير المتوازنة: L، وTee، وPi. التخطيط المتوازن لـ Tee وPi هو H وO على التوالي. التخطيطات المتوازنة هي شبكات مقاومة متماثلة بينما غير المتوازنة هي غير متماثلة.

يتم ضبط المخففات الثابتة عند توهين ثابت وغير متغير بواسطة هذه الشبكات المقاومة. ويتم وضعها في مسارات الإشارة لتقليل القدرة المنقولة. يمكن أن تكون المخففات من نوع التركيب السطحي أو النوع الموجي أو النوع المحوري. واعتمادًا على التطبيق، يمكن أن يكون المخفف اتجاهيًا أو ثنائي الاتجاه. في المخفف الاتجاهي، يمكن للإشارة أن تنتقل فقط من المدخل إلى المخرج، بينما في المخفف ثنائي الاتجاه يمكن أن تنتقل الإشارة في الاتجاهين. بالنسبة لمخفف القاعدة المصنوعة من رقاقة (Chip)، يتم تطوير مقاومة من خلال مواد مختلفة تُرسب على قاعدة موصلة حراريًا، وبالاعتماد على العملية—سواء كانت طبقة سميكة أو رقيقة—فإن الأبعاد الفيزيائية والمواد المستخدمة ستنتج قيمة مقاومة معينة. كما يمكن تحقيق مقاومة متغيرة مستمرة باستخدام مخفف متصل بمحور عن طريق ترتيب مجموعة من القضبان المقاومة والأقراص المقاومة؛ ومع ذلك، يُصنع العديد منها باستخدام رقاقات (Chips).

مخفف خطوي

يُعتبر المُضعِف ذو الخطوات في جوهره مُضعِفًا ثابتًا، لأنه لا يزال مكونًا سلبيًا يتكوّن من شبكات مقاومة متنوعة لتوليد تضعيف معين. يمكن اختيار قيمة التضعيف بناءً على زر ضغط يدوي أو دوران مفتاح دوّار. وعلى عكس المُضعِفات المتغيرة، يمكن للمُضعِف ذي الخطوات أن يولّد قيمة تضعيف فقط بناءً على خطوات مُعدة مسبقًا. على سبيل المثال، يمكن لمُضعِف ذي خطوات يعمل بزر ضغط أن يتراوح من 0 إلى 45.5 ديسيبل، وبالاعتماد على ترتيب الأزرار، يمكن زيادته بزيادات تبلغ 0.5 ديسيبل.

المُضعِفات المتغيرة باستمرار

يمكن ضبط المخففات المتغيرة باستمرار يدويًا بحيث تعطي أي قيمة توهين ضمن نطاق ودقة محددين. في مخفف متغير باستمرار نشط، تم استبدال شبكات المقاومات الموجودة في المخففات الثابتة والمخففات ذات الخطوات الثابتة بعناصر صلبة مثل ترانزستورات تأثير المجال للمعدن-أكسيد شبه الموصل (MOSFETs) أو ديودات PIN. يمكن تغيير قيمة التوهين بدقة أكبر من خلال التحكم في جهد FET أو تيار الدائرة، مقارنةً باستخدام شبكات مقاومة سلبية. ويمكن التحكم في التوهين يدويًا أو إلكترونيًا باستخدام محرك للحفاظ على توهين معين.

مخفف قابل للبرمجة

يُعرف المُضعِف القابل للبرمجة أيضًا باسم مُضعِف الخطوة الرقمية، وهو عبارة عن مكون تتحكم فيه جهود خارجية، ويكون هذا التحكم الخارجي عادةً بواسطة حاسوب. وغالبًا ما يتم التحكم بها من خلال مدخلات منطق الترانزستور-ترانزستور (TTL)، وعادةً ما تكون مقادير الخطوات 1، 2، 4، 8، 16، و32. تكون درجة المنطق '0' في المُضعِفات التي تتحكم بها TTL عندما يكون الجهد المطبق على مُضعِف معين أقل من 1 فولت، بينما تكون درجة المنطق '1' عندما يكون الجهد المطبق عادةً 3 فولت أو أكثر. تتحكم هذه مستويات المنطق في مفاتيح أحادية القطب مزدوجة الإلقاء (SPDT) التي تربط بين المُضعِفات المختلفة في مسار إشارة معين، مما يعطي تضعيفًا مرغوبًا. وفي مجال المُضعِفات القابلة للبرمجة، هناك أيضًا تصميمات تتحكم بها منفذ يو إس بي (USB) لتبسيط الاتصال بين المُضعِف والحاسوب. غالبًا ما تُعبأ هذه الأجهزة مع برامج مُثبتة لتوفير تحكم سهل ومباشر في الجهاز.

مُضعِف مرور التيار المستمر

مُخفِّضات التحيز المستمر، والمعروفة أيضًا باسم مُخفِّضات تمرير التحيز المستمر، تقوم بتمرير التيار المستمر في حين تقوم أيضًا بإنقاص إشارة التردد العالي (RF). عادةً ما تحتوي على سعة كهربائية على مدخلات ومخرجات المُخفِّض تحجب مرور التيار المستمر عبرها، لكنها تسمح بمرور إشارة التردد العالي - ويتم توجيه الإشارة المستمرة عبر مسار آخر إلى المخرجات.

مخففات منع التيار المستمر

تُشبه مُخفِّضات منع التيار المستمر تصميمات التحيز المستمر من حيث أنها تحجب مرور الإشارة المستمرة؛ والاختلاف هو أن التيار المستمر يُمنع تمامًا دون وجود مخرج إلى مخرجات المكون. يمكن وضع منع التيار المستمر في سلسلة مع الموصل المركزي، والمعروف أيضًا باسم 'منع داخلي للتيار المستمر' - كما يمكن وضعه أيضًا في سلسلة مع الموصل الخارجي، والمعروف باسم 'منع خارجي للتيار المستمر'. كما توجد أيضًا مُخفِّضات منع التيار المستمر تحتوي على كل من منع التيار المستمر الداخلي والخارجي.

مخففات الخط الموجي

تقوم مُخفِّضات الموجة بخفض إشارة RF في نظام الموجة؛ وعادةً ما يتم ذلك عن طريق تثبيت فيلم مقاوم في مركز الموجة. عادةً ما يستخدم مُخفِّض الموجة المتغير المستمر مسماراً لضبط هذا المادة المقاومة من جانب واحد لجدار الموجة إلى المركز؛ في هذه الحالة، تكون المادة المقاومة على شكل يُنتج تغيراً خطياً في التخفيض. تسمح بعض تصميمات الموجة للمستخدم بإدخال قيمة يدوياً، باستخدام مؤشر دوران، للحصول على تخفيض معين. ويُبسّط ذلك العملية عن طريق حذف خطوة ضبط المسمار في مُخفِّض الموجة المتغير المستمر وقياس التخفيض حتى تصل إلى القيمة المطلوبة.

مخففات الألياف الضوئية

يقوم المخفّضات البصرية بتخفيض موجات الضوء بدلاً من موجات الإلكترون، لذا فإن هذه المخفّضات تعمل عادةً كمكوّن يمتص أو يبدّد الضوء. وبشكل مشابه ل Designs RF، هناك عدة أنواع من التصاميم البصرية المصممة خصيصًا لتطبيق معين. تستخدم المخفّضات البصرية الثابتة عادةً أليافًا مُشوَّبة أو وصلات متباعدة لنشر الضوء. وتتشابه المخفّضات البصرية المتغيرة مع المخفّضات المتغيرة RF والمخفّضات الخطوة القابلة للبرمجة، من حيث أنها يمكن التحكم بها يدويًا أو إلكترونيًا لتوفير توهين محدد.