Често задавани въпроси: Какво са атенюаторите?

Атенюаторите са електрически компоненти, предназначени да намалят амплитудата на сигнал, минаващ през компонента, без значително да влошат цялостната интегритет на този сигнал. Те се използват в RF и оптични приложения. RF атенюаторите обикновено се използват в електронни схеми, докато оптичните се използват във влакнеста оптика. Всъщност съществуват шест различни вида RF конструкции: фиксирани, стъпаловидни, непрекъснато променливи, програмируеми, с постоянно токово захранване и блокиращи постоянен ток.

Основни спецификации на атенюатор, които трябва да се вземат предвид, включват атенюацията, измервана в децибели (dB), честотния диапазон (MHz), способността за управление на мощност (W) и импеданса (Ом).

Фиксирани ослабители

Атенюаторите обикновено се състоят от резистивна мрежа, която позволява на топлината да се разсейва с определена скорост. Има няколко основни конфигурации – конфигурация „T“, конфигурация „L“ и конфигурация „пи“. Тези установени конфигурации вече имат зададени уравнения и стойности на резисторите, които могат да се използват за получаване на характеристичното съпротивление (Z0) в диапазон от честоти и също така са известни като несбалансирани атенюатори с асиметрични вериги. Балансираната или симетрична верига, версия на „T“ атенюатора, е известна като конфигурация „H“, а балансираната версия на Пи атенюатора е известна като конфигурация „O“.

Има три основни несбалансирани конфигурации на атенюатори: L, Tee и Pi. Балансираните конфигурации на Tee и Pi са съответно H и O. Балансираните конфигурации са симетрични резистивни мрежи, докато несбалансираните са асиметрични.

Фиксираните атенюатори са настроени на фиксирано и непроменливо затихване чрез тези резистивни мрежи. Те се поставят в сигнален път, за да се намали предаваната мощност. Могат да бъдат тип повърхностно монтиране, вълновод или коаксиален тип. В зависимост от приложението, атенюаторът може да бъде насочен или двупосочен. Сигналът може да преминава само от вход към изход в насочен атенюатор и да се движи в двете посоки в двупосочен атенюатор. За атенюатор, базиран на чип, съпротивлението се получава чрез различни материали, нанесени върху термично проводима подложка, а в зависимост от процеса – дебел или тънък филм, физическите размери и използвания материал ще дадат определена стойност на съпротивлението. Непрекъснато променливо съпротивление на атенюатора също може да се постигне чрез сглобяване на резистивни пръти и резистивни дискове; въпреки това, много от тях се изработват с използване на чипове.

Стъпаловид атенюатор

Стъпаловите атенюатори по принцип са фиксирани атенюатори, тъй като остават пасивни компоненти, които включват различни резистивни мрежи за генериране на определено атенюиране. Стойността на атенюирането може да се избере въз основа на ръчно натискане на бутон или чрез завъртане на ротационен превключвател. За разлика от променливите атенюатори, стъпаловите атенюатори могат да генерират атенюиране само въз основа на предварително зададени стъпки. Например, бутонен стъпалов атенюатор може да варира от 0 до 45,5 dB и, в зависимост от подреждането на бутоните, стойността може да нараства на всеки 0,5 dB.

Непрекъснато променливи атенюатори

Непрекъснато регулируемите атенюатори могат ръчно да се настройват, за да осигурят всяка стойност на затихване в зададен диапазон и разделителна способност. В активен непрекъснато регулируем атенюатор, резисторните мрежи, използвани в фиксираните и стъпаловидните атенюатори, са заменени с транзисторни елементи като MOSFET транзистори (метал-оксид-полупроводник) или PIN диоди. Конкретното затихване може да се регулира с по-голяма точност чрез контрол на напрежението през транзистора или тока през диодата, в сравнение с пасивни резисторни мрежи. Затихването може да се регулира ръчно или електронно чрез мотор, за да се поддържа определено ниво на затихване.

Програмируем атенюатор

Програмируемият атенюатор, известен още като цифров стъпаловиден атенюатор, е компонент, който се управлява от външно напрежение. Това външно управление обикновено се осъществява чрез компютър. Често те се управляват чрез входове с транзисторно-транзисторна логика (TTL), а стъпалата обикновено са 1, 2, 4, 8, 16 и 32. Атенюаторите, управлявани от TTL, имат логическо ниво „0“, когато напрежението, приложено към определен атенюатор, е по-ниско от 1 V, и логическо ниво „1“, когато приложеното напрежение обикновено е 3 V или по-високо. Тези логически нива управляват превключватели с един полюс и два контакта (SPDT), които свързват различните атенюатори в пътя на сигнала, за да се постигне желаното затихване. В областта на програмируемите атенюатори съществуват и проекти, управлявани чрез USB, за да се опрости свързването между атенюатора и компютъра. Често те се предлагат заедно с установен софтуер, който осигурява незабавно управление на устройството.

Атенюатор с преминаване на постоянен ток

Атенюаторите с постоянен ток (DC), известни още като атенюатори, пропускащи постоянен ток, пропускат DC, докато атенюират ВЧ сигнала. Обикновено те имат капацитивност на входа и изхода на атенюатора, която блокира постоянния ток от преминаване през нея, но позволява ВЧ сигнала да мине – сигнала с постоянен ток заобикаля атенюатора по друг път към изхода.

Атенюатори с блокиране на постоянен ток

Атенюаторите с блокиране на постоянен ток са подобни на атенюаторите с постоянен ток по това, че блокират сигнала с постоянен ток; разликата е, че постоянният ток се блокира напълно, без изход към изхода на компонента. Блокировката на постоянен ток може да бъде поставена последователно с централния проводник, известна още като „вътрешна блокировка на постоянен ток“ – може също да бъде поставена последователно с външния проводник, която е известна като „външна блокировка на постоянен ток“. Има и атенюатори с блокиране на постоянен ток, които включват както вътрешна, така и външна блокировка.

Атенюатори с вълновод

Вълноводните атенюатори ще атенюират ВЧ сигнал във вълноводна система; това обикновено се постига чрез прикрепване на резистивна пленка в централната част на вълновода. Непрекъснато променлив вълноводен атенюатор обикновено използва винт за регулиране на този резистивен материал от едната страна на вълноводната стена до централната част; в този случай, резистивният материал е оформен така, че да осигури линейно изменение на атенюацията. Някои вълноводни конструкции позволяват на потребителя да въведе стойност ръчно, чрез циферблат, за да се постигне определена атенюация. Това опростява процеса, като се пропусне стъпката на регулиране на винта в непрекъснато променлив вълноводен атенюатор и необходимостта от измерване на атенюацията, докато не се достигне желаната стойност.

Оптични атенюатори

Оптичните атенюатори атенюират светлинни вълни, вместо електронни вълни, така че този атенюатор обикновено функционира като компонент, който абсорбира или разсейва светлината. Подобно на ВЧ-дизайните, съществуват няколко вида оптични дизайни, специално разработени за конкретно приложение. Фиксираните оптични атенюатори обикновено използват легирани влакна или отместени съединения, за да разсеят светлината. Променливите оптични атенюатори са подобни на променливите ВЧ-атенюатори и програмируемите стъпаловидни атенюатори, като могат да се управляват ръчно или електронно, за да осигурят определено атенюиране.