Συχνές ερωτήσεις: Τι είναι οι εξασθενητές;

Οι αποσβεστές είναι ηλεκτρικά εξαρτήματα που έχουν σχεδιαστεί για να μειώνουν το πλάτος ενός σήματος που διέρχεται από το εξάρτημα, χωρίς να επηρεάζουν σημαντικά την ακεραιότητα του σήματος. Χρησιμοποιούνται σε RF και οπτικές εφαρμογές. Οι αποσβεστές RF χρησιμοποιούνται κυρίως σε ηλεκτρονικά κυκλώματα, ενώ οι οπτικοί σε οπτικές ίνες. Υπάρχουν ουσιαστικά έξι διαφορετικοί τύποι σχεδιασμού RF: σταθεροί, βηματικοί, συνεχώς μεταβλητοί, προγραμματιζόμενοι, dc bias και dc blocking.

Οι βασικές προδιαγραφές ενός αποσβεστή που πρέπει να ληφθούν υπόψη περιλαμβάνουν την απόσβεση μετρούμενη σε ντεσιμπέλ (dB), το εύρος συχνότητας (MHz), την αντοχή σε ισχύ (W) και την αντίσταση (Ohms).

Σταθερά Αποσβεντικά

Οι αποσβεστήρες αποτελούνται συνήθως από ένα αντιστατικό δίκτυο που επιτρέπει στη θερμότητα να διαφεύγει με ορισμένο ρυθμό. Υπάρχουν μερικές βασικές διαμορφώσεις – η διαμόρφωση «T», η διαμόρφωση «L» και η διαμόρφωση «π». Αυτές οι καθιερωμένες διαμορφώσεις διαθέτουν ήδη καθορισμένες εξισώσεις και τιμές αντιστάσεων που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να επιτευχθεί η χαρακτηριστική αντίσταση (Z0) σε μια περιοχή συχνοτήτων και είναι επίσης γνωστές ως αποσβεστήρες χωρίς ισορροπία με ασύμμετρα κυκλώματα. Η ισορροπημένη ή συμμετρική διαμόρφωση του αποσβεστήρα «T», είναι γνωστή ως διαμόρφωση «H», ενώ η ισορροπημένη έκδοση του αποσβεστήρα Pi είναι γνωστή ως διαμόρφωση «O».

Υπάρχουν τρεις βασικές διαμορφώσεις αποσβεστήρα χωρίς ισορροπία: L, Tee και Pi. Οι ισορροπημένες διαμορφώσεις των Tee και Pi είναι οι H και O αντίστοιχα. Οι ισορροπημένες διαμορφώσεις είναι συμμετρικά αντιστατικά δίκτυα, ενώ οι μη ισορροπημένες είναι ασύμμετρες.

Οι σταθεροί αποσβεστήρες ρυθμίζονται σε μια σταθερή και αμετάβλητη απόσβεση μέσω αυτών των αντιστατικών δικτύων. Τοποθετούνται στις διαδρομές σήματος για να μειώσουν τη μεταδιδόμενη ισχύ. Μπορούν να είναι τύπου επιφανειακής στήριξης (surface mount), κυματοδηγού ή κοαξονικού τύπου. Ανάλογα με την εφαρμογή, ένας αποσβεστήρας μπορεί να είναι κατευθυντικός ή δικατευθυντικός. Σε έναν κατευθυντικό αποσβεστήρα, το σήμα μπορεί να μεταβαίνει μόνο από την είσοδο στην έξοδο, ενώ σε ένα δικατευθυντικό αποσβεστήρα μπορεί να ταξιδεύει και τις δύο κατευθύνσεις. Για έναν αποσβεστήρα βασισμένο σε chip, η αντίσταση δημιουργείται μέσω διαφόρων υλικών που εναποτίθενται σε ένα θερμικά αγώγιμο υπόστρωμα, και ανάλογα με τη διαδικασία — παχιάς ή λεπτής μεμβράνης — οι φυσικές διαστάσεις και το χρησιμοποιούμενο υλικό θα καθορίσουν μια συγκεκριμένη τιμή αντίστασης. Μια συνεχώς μεταβλητή αντίσταση αποσβεστήρα μπορεί επίσης να επιτευχθεί με τη διάταξη μιας συναρμολόγησης αντιστατικών ράβδων και αντιστατικών δίσκων. Ωστόσο, πολλοί κατασκευάζονται χρησιμοποιώντας τσιπ.

Αποσβεστήρας βαθμίδας

Οι ατενουέτορες βήματος είναι κατά βάση ατενουέτορες σταθερής τιμής, αφού εξακολουθούν να είναι παθητικά εξαρτήματα που αποτελούνται από διάφορα αντισταθμιστικά δίκτυα για να παράγουν μια συγκεκριμένη απόσβεση. Η τιμή απόσβεσης μπορεί να επιλεγεί με βάση ένα χειροκίνητο κουμπί ή την περιστροφή ενός περιστροφικού διακόπτη. Οι ατενουέτορες βήματος, σε αντίθεση με τους μεταβλητούς ατενουέτορες, μπορούν να παράγουν μόνο τιμές απόσβεσης βάσει προκαθορισμένων βημάτων. Για παράδειγμα, ένας ατενουέτορας βήματος με κουμπιά μπορεί να κυμαίνεται από 0 έως 45,5 dB και, ανάλογα με τη διάταξη των κουμπιών, μπορεί να αυξάνεται σε βήματα των 0,5 dB.

Μεταβλητοί ατενουέτορες συνεχώς

Οι αποσβεστήρες με συνεχώς μεταβλητή απόσβεση μπορούν να ρυθμιστούν χειροκίνητα ώστε να παρέχουν οποιαδήποτε τιμή απόσβεσης εντός μιας καθορισμένης περιοχής και ανάλυσης. Σε έναν ενεργό αποσβεστήρα με συνεχώς μεταβλητή απόσβεση, τα δίκτυα αντιστάσεων που χρησιμοποιούνται σε σταθερούς αποσβεστήρες και αποσβεστήρες με βήματα έχουν αντικατασταθεί από στοιχεία στερεάς κατάστασης, όπως τρανζίστορ επίδρασης πεδίου μεταλλικού οξειδίου (MOSFETs) ή δίοδους PIN. Μπορεί να επιτευχθεί μεγαλύτερη ανάλυση σε μια συγκεκριμένη τιμή απόσβεσης με τον έλεγχο της τάσης στα άκρα του FET ή του ρεύματος στη δίοδο, σε σχέση με παθητικά αντιστατικά δίκτυα. Η απόσβεση μπορεί να ελεγχθεί χειροκίνητα ή ηλεκτρονικά με έναν κινητήρα για να διατηρείται μια συγκεκριμένη τιμή απόσβεσης.

Προγραμματιζόμενος αποσβεστήρας

Ο προγραμματιστής απόσβεσης, επίσης γνωστός ως ψηφιακός εξασθενητής βήματος, είναι ένα στοιχείο που ελέγχεται από εξωτερική τάση. Ο εξωτερικός έλεγχος είναι συνήθως υπολογιστής. Συχνά ελέγχονται μέσω εισόδων τρανζίστορ-τρανζίστορ λογικής (TTL), και τα μεγέθη βήματος είναι συνήθως 1, 2, 4, 8, 16 και 32. Οι εξασθενητές που ελέγχονται από TTL έχουν επίπεδο λογικής «0» όταν η τάση που εφαρμόζεται σε ένα συγκεκριμένο εξασθενητή είναι μικρότερη από 1 V, και επίπεδο λογικής «1» όταν η τάση που εφαρμόζεται είναι συνήθως 3 V ή και περισσότερο. Αυτά τα επίπεδα λογικής ελέγχουν διακόπτες μονής πόλης, διπλής ρίπας (SPDT) που συνδέουν τους διάφορους εξασθενητές σε μια διαδρομή σήματος που παράγει την επιθυμητή απόσβεση. Στον τομέα των προγραμματιστών απόσβεσης, υπάρχουν επίσης σχεδιασμοί που ελέγχονται μέσω USB για να απλοποιηθεί η σύνδεση από τον εξασθενητή στον υπολογιστή. Συχνά, πωλούνται με καθιερωμένο λογισμικό, ώστε να υπάρχει άμεσος έλεγχος της συσκευής.

Εξασθενητής διαρροής συνεχούς ρεύματος

Οι αποσβεστήρες DC bias (σταθερού ρεύματος) είναι γνωστοί και ως αποσβεστήρες που επιτρέπουν τη διέλευση του DC, διερχόμενοι το DC ενώ ταυτόχρονα εξασθενούν το RF σήμα. Γενικά, διαθέτουν χωρητικότητα στην είσοδο και την έξοδο του αποσβεστήρα που εμποδίζει το DC να τη διέλθει, αλλά επιτρέπει τη διέλευση του RF σήματος – το DC σήμα παρακάμπτει τον αποσβεστήρα μέσω μιας άλλης διαδρομής προς την έξοδο.

Αποσβεστήρες αποκοπής DC

Οι αποσβεστήρες αποκοπής DC είναι παρόμοιοι με τους αποσβεστήρες DC bias ως προς το ότι εμποδίζουν το DC σήμα· η διαφορά είναι ότι το DC εμποδίζεται πλήρως, χωρίς να υπάρχει έξοδος προς το εξαρτήματος. Το εμπόδιο DC μπορεί να τοποθετηθεί σε σειρά με τον εσωτερικό αγωγό, γνωστό και ως «εσωτερικό εμπόδιο DC» – μπορεί επίσης να τοποθετηθεί σε σειρά με τον εξωτερικό αγωγό, το οποίο είναι γνωστό ως «εξωτερικό εμπόδιο DC». Υπάρχουν επίσης αποσβεστήρες αποκοπής DC με τόσο το εσωτερικό όσο και το εξωτερικό εμπόδιο DC.

Αποσβεστήρες οδηγού κυμάτος

Οι αποσβεστήρες κυματοδηγού μειώνουν το RF σήμα σε ένα σύστημα κυματοδηγού. Αυτό επιτυγχάνεται κυρίως με την προσθήκη ενός αντιστατικού φιλμ στο κέντρο του κυματοδηγού. Ένας συνεχώς μεταβλητός αποσβεστήρας κυματοδηγού χρησιμοποιεί συνήθως μια βίδα για να ρυθμίσει το αντιστατικό υλικό από την πλευρά του τοίχου του κυματοδηγού προς το κέντρο. Σε αυτήν την περίπτωση, το αντιστατικό υλικό έχει σχήμα που επιτρέπει γραμμική μεταβολή της απόσβεσης. Ορισμένοι σχεδιασμοί κυματοδηγού επιτρέπουν στο χρήστη να εισάγει χειροκίνητα μια τιμή, μέσω ενός διακόπτη, για να επιτευχθεί μια συγκεκριμένη απόσβεση. Αυτό διευκολύνει τη διαδικασία, καθώς παραλείπεται το βήμα της ρύθμισης της βίδας σε έναν συνεχώς μεταβλητό αποσβεστήρα κυματοδηγού και η μέτρηση της απόσβεσης μέχρι να επιτευχθεί η επιθυμητή τιμή.

Αποσβεστήρες οπτικής ίνας

Οι οπτικοί αποσβεστήρες εξασθενούν τα φωτεινά κύματα αντί των ηλεκτρονικών κυμάτων, γι' αυτό τον λόγο αυτοί οι αποσβεστήρες συνήθως λειτουργούν ως εξαρτήματα που απορροφούν ή διασκορπίζουν το φως. Με τρόπο παρόμοιο με τις σχεδιάσεις RF, υπάρχουν διάφορα είδη οπτικών σχεδιάσεων που έχουν σχεδιαστεί ειδικά για μια εφαρμογή. Οι σταθεροί οπτικοί αποσβεστήρες συνήθως χρησιμοποιούν ίνες πρόσμιξης ή σπονδυλωτές συνδέσεις για να διασκορπίσουν το φως. Οι μεταβλητοί οπτικοί αποσβεστήρες είναι παρόμοιοι με τους μεταβλητούς αποσβεστήρες RF και τους προγραμματιζόμενους βαθμιαίους αποσβεστήρες, καθώς μπορούν να ελέγχονται χειροκίνητα ή ηλεκτρονικά για να παράγουν μια συγκεκριμένη εξασθένιση.