PREGUNTA FRECUENTE: ¿Qué son los atenuadores?

Los atenuadores son componentes eléctricos diseñados para reducir la amplitud de una señal que pasa a través del componente, sin degradar significativamente la integridad de dicha señal. Se utilizan en aplicaciones de radiofrecuencia (RF) y ópticas. Los atenuadores de RF generalmente se utilizan en circuitos electrónicos, mientras que los ópticos se emplean en fibras ópticas. Existen esencialmente seis tipos diferentes de diseños de RF: fijos, por pasos, variables continuos, programables, con polarización de corriente continua (dc bias) y bloqueo de corriente continua (dc blocking).

Las especificaciones clave que debe considerar un atenuador incluyen la atenuación medida en decibelios (dB), rango de frecuencia (MHz), capacidad de manejo de potencia (W) e impedancia (Ohmios).

Atenuadores Fijos

Los atenuadores suelen estar compuestos por una red resistiva que permite que el calor se disipe a cierta velocidad. Existen algunas configuraciones básicas: la configuración en "T", la configuración en "L" y la configuración en "pi". Estas configuraciones establecidas ya tienen ecuaciones y valores de resistencia definidos que pueden emplearse para obtener la impedancia característica (Z0) a través de un rango de frecuencias, y también son conocidas como atenuadores no balanceados con circuitos asimétricos. La versión balanceada o simétrica del atenuador "T" es conocida como configuración "H", y la versión balanceada del atenuador Pi es conocida como configuración "O".

Existen tres configuraciones básicas de atenuadores no balanceados: L, Tee y Pi. Las configuraciones balanceadas de Tee y Pi son H y O respectivamente. Las configuraciones balanceadas son redes resistivas simétricas mientras que las no balanceadas son asimétricas.

Los atenuadores fijos están configurados con una atenuación fija e invariable mediante estas redes resistivas. Se colocan en las trayectorias de la señal para disminuir la potencia transmitida. Pueden ser de montaje superficial, de guía de onda o de tipo coaxial. Dependiendo de la aplicación, un atenuador puede ser direccional o bidireccional. En un atenuador direccional, la señal solo puede fluir desde la entrada hasta la salida, mientras que en un atenuador bidireccional puede viajar en ambos sentidos. Para un atenuador basado en chip, la resistencia se desarrolla mediante diversos materiales depositados sobre un sustrato conductor térmicamente, y dependiendo del proceso, ya sea película gruesa o película delgada, las dimensiones físicas y los materiales utilizados proporcionarán un valor específico de resistencia. Una atenuación variable continua también puede lograrse mediante el ensamblaje de varillas resistivas y discos resistivos; sin embargo, muchos se construyen utilizando chips.

Atenuador escalonado

Los atenuadores por pasos son fundamentalmente atenuadores fijos, ya que siguen siendo componentes pasivos que comprenden varias redes resistivas para generar una atenuación específica. El valor de atenuación puede seleccionarse mediante un botón pulsador manual o el giro de un interruptor rotativo. A diferencia de los atenuadores variables, los atenuadores por pasos solo pueden generar un valor de atenuación basado en pasos preasignados. Por ejemplo, un atenuador por pasos con botón pulsador puede ir de 0 a 45,5 dB y, dependiendo de la disposición de los botones, puede aumentar en incrementos de 0,5 dB.

Atenuadores variables continuos

Los atenuadores variables continuos pueden ajustarse manualmente para obtener cualquier valor de atenuación dentro de un rango y resolución especificados. En un atenuador variable continuo activo, las redes de resistores utilizadas en atenuadores fijos y atenuadores por pasos han sido reemplazadas por elementos de estado sólido, como transistores de efecto campo de óxido metálico semiconductor (MOSFETs) o diodos PIN. Una atenuación específica puede variarse con mayor resolución controlando el voltaje a través del FET o la corriente a través del diodo, en comparación con redes resistivas pasivas. La atenuación puede controlarse manualmente o electrónicamente con un motor para mantener una atenuación determinada.

Atenuador programable

El atenuador programable, también conocido como atenuador digital por pasos, es un componente controlado por un voltaje externo. Este control externo generalmente está impulsado por una computadora. A menudo se controlan mediante entradas de lógica transistor-transistor (TTL), y los tamaños de paso suelen ser 1, 2, 4, 8, 16 y 32. Los atenuadores controlados por TTL tienen un nivel lógico de '0' cuando el voltaje aplicado a un atenuador específico es inferior a 1 V, y un nivel lógico de '1' cuando el voltaje aplicado es típicamente de 3 V o más. Estos niveles lógicos controlan interruptores de polo simple, tiro doble (SPDT) que conectan los distintos atenuadores en una trayectoria de señal que proporciona una atenuación deseable. En el ámbito de los atenuadores programables, también existen diseños controlados por USB para simplificar la conexión entre el atenuador y la computadora. A menudo, vienen con software establecido para tener un control del dispositivo fácilmente activable.

Atenuador de paso de corriente continua

Los atenuadores con polarización de corriente continua, también conocidos como atenuadores que permiten el paso de la corriente continua, dejan pasar la corriente continua mientras también atenúan la señal de radiofrecuencia. Generalmente tienen un condensador en la entrada y en la salida del atenuador que bloquea el paso de la corriente continua, pero permite que la señal de radiofrecuencia pase; la señal de corriente continua salta el atenuador a través de otra ruta hasta la salida.

Atenuadores de bloqueo de corriente continua

Los atenuadores de bloqueo de corriente continua son similares a los diseños con polarización de corriente continua en el sentido de que bloquean la señal de corriente continua; la diferencia radica en que la corriente continua se bloquea por completo sin que tenga una salida hacia la salida del componente. El bloqueo de corriente continua puede colocarse en serie con el conductor central, también conocido como un 'bloqueo interno de corriente continua'; también puede colocarse en serie con el conductor externo, lo cual se conoce como un 'bloqueo externo de corriente continua'. También existen atenuadores de bloqueo de corriente continua con ambos bloqueos, interno y externo.

Atenuadores de guía de onda

Los atenuadores de guía de onda atenuarán una señal de RF en un sistema de guía de onda; esto se logra típicamente fijando una película resistiva en el centro de la guía de onda. Un atenuador de guía de onda variable continuo utiliza generalmente un tornillo para ajustar este material resistivo desde un lado de la pared de la guía de onda hasta el centro; en este caso, el material resistivo está diseñado para proporcionar una variación lineal en la atenuación. Algunos diseños de guías de onda permiten al usuario introducir un valor manualmente, mediante un dial, para obtener una atenuación específica. Esto simplifica el proceso al eliminar el paso de ajustar el tornillo en un atenuador de guía de onda variable continuo y tener que medir la atenuación hasta alcanzar el valor deseado.

Atenuadores ópticos

Los atenuadores ópticos atenúan las ondas de luz en lugar de las ondas electrónicas, por lo que este tipo de atenuador generalmente funciona como un componente que absorbe o disipa la luz. Al igual que en los diseños de radiofrecuencia (RF), existen varios tipos de diseños ópticos específicamente diseñados para una aplicación determinada. Los atenuadores ópticos fijos suelen utilizar fibras dopadas o uniones desalineadas para dispersar la luz. Los atenuadores ópticos variables son similares a los atenuadores variables de RF y a los atenuadores programables por pasos, en el sentido de que pueden controlarse manualmente o electrónicamente para obtener una atenuación específica.