FAQ : Qu'est-ce qu'un atténuateur ?

Les atténuateurs sont des composants électriques conçus pour réduire l'amplitude d'un signal traversant le composant, sans dégrader significativement l'intégrité de ce signal. Ils sont utilisés dans des applications RF et optiques. Les atténuateurs RF sont généralement utilisés dans les circuits électroniques, tandis que les atténuateurs optiques sont utilisés dans les fibres optiques. Il existe essentiellement six types différents de conceptions RF : fixes, par étapes, variables continuellement, programmables, avec polarisation continue (dc bias) et bloquant la continuité (dc blocking).

Les caractéristiques essentielles à prendre en compte pour un atténuateur incluent l'atténuation mesurée en décibels (dB), la plage de fréquence (MHz), la puissance admissible (W) et l'impédance (Ohms).

Affaiblisseurs fixes

Les atténuateurs se composent généralement d'un réseau résistif qui permet à la chaleur de se dissiper à un certain rythme. Il existe quelques configurations de base : la configuration en « T », la configuration en « L » et la configuration en « pi ». Ces configurations éprouvées disposent déjà d'équations et de valeurs de résistances définies qui peuvent être utilisées pour obtenir l'impédance caractéristique (Z0) sur une plage de fréquences, et sont également connues sous le nom d'atténuateurs asymétriques avec des circuits asymétriques. La version équilibrée ou symétrique du circuit de l'atténuateur en « T » est appelée configuration en « H », et la version équilibrée de l'atténuateur en « pi » est appelée configuration en « O ».

Il existe trois configurations de base pour les atténuateurs asymétriques : L, Tee et Pi. Les configurations équilibrées des atténuateurs Tee et Pi sont respectivement H et O. Les configurations équilibrées sont des réseaux résistifs symétriques, tandis que les configurations asymétriques sont asymétriques.

Les atténuateurs fixes sont réglés à une atténuation fixe et invariable par ces réseaux résistifs. Ils sont placés dans les chemins de signal pour réduire la puissance transmise. Ils peuvent être de type montage en surface, guide d'onde ou coaxial. Selon l'application, un atténuateur peut être directionnel ou bidirectionnel. Un signal ne peut aller que de l'entrée vers la sortie dans un atténuateur directionnel, tandis qu'il peut circuler dans les deux sens dans un atténuateur bidirectionnel. Pour un atténuateur à base de puce, une résistance est créée à l'aide de divers matériaux déposés sur un substrat thermiquement conducteur, et selon le procédé utilisé — film épais ou film mince — les dimensions physiques ainsi que les matériaux employés déterminent une valeur de résistance spécifique. Une atténuation variable continue peut également être obtenue en disposant un ensemble de tiges résistives et de disques résistifs ; toutefois, beaucoup sont construits à l'aide de puces.

Atténuateur à étapes

Les atténuateurs par paliers sont fondamentalement des atténuateurs fixes, puisqu'ils restent des composants passifs constitués de divers réseaux résistifs permettant de générer une atténuation particulière. La valeur d'atténuation peut être sélectionnée manuellement à l'aide d'un bouton-poussoir ou par la rotation d'un commutateur rotatif. Contrairement aux atténuateurs variables, les atténuateurs par paliers ne peuvent générer une valeur d'atténuation qu'en fonction d'étapes prédéfinies. Par exemple, un atténuateur par paliers à bouton-poussoir peut couvrir une plage de 0 à 45,5 dB et, selon la configuration des boutons, peut augmenter par incréments de 0,5 dB.

Atténuateurs variables continus

Les atténuateurs variables continus peuvent être réglés manuellement pour obtenir n'importe quelle valeur d'atténuation dans une plage et une résolution spécifiées. Dans un atténuateur variable continu actif, les réseaux de résistances présents dans les atténuateurs fixes et les atténuateurs par pas ont été remplacés par des éléments à semi-conducteurs tels que des transistors à effet de champ à oxyde métallique (MOSFET) ou des diodes PIN. Une atténuation particulière peut être ajustée avec une résolution supérieure en contrôlant la tension aux bornes du FET ou le courant traversant la diode, par rapport à l'utilisation de réseaux résistifs passifs. L'atténuation peut être contrôlée manuellement ou électroniquement à l'aide d'un moteur afin de maintenir une atténuation spécifique.

Attnuateur programmable

L'atténuateur programmable, également connu sous le nom d'atténuateur numérique par pas, est un composant contrôlé par une tension externe. Ce contrôle externe est généralement assuré par un ordinateur. Ils sont souvent commandés par des entrées logiques transistor-transistor (TTL), et les pas d'atténuation sont habituellement de 1, 2, 4, 8, 16 et 32. Les atténuateurs commandés par TTL présentent un niveau logique de '0' lorsque la tension appliquée à un atténuateur particulier est inférieure à 1 V, et un niveau logique de '1' lorsque la tension appliquée est généralement supérieure ou égale à 3 V. Ces niveaux logiques contrôlent des commutateurs unipolaires à double voie (SPDT) qui connectent les différents atténuateurs dans un chemin de signal produisant une atténuation souhaitée. Dans le domaine des atténuateurs programmables, des conceptions commandées par USB existent également afin de simplifier la connexion entre l'atténuateur et l'ordinateur. Souvent, ils sont livrés avec un logiciel éprouvé, permettant un contrôle immédiat de l'appareil.

Atténuateur passant en courant continu

Les atténuateurs avec polarisation continue, également connus sous le nom d'atténuateurs passants en courant continu, laissent passer le courant continu tout en atténuant le signal RF. Ils possèdent généralement une capacité à l'entrée et à la sortie de l'atténuateur qui bloque le courant continu, mais laisse passer le signal RF — le signal continu contourne l'atténuateur par un autre chemin jusqu'à la sortie.

Atténuateurs de blocage de courant continu

Les atténuateurs de blocage de courant continu sont similaires aux conceptions avec polarisation continue dans la mesure où ils bloquent le signal de courant continu ; la différence réside dans le fait que le courant continu est entièrement bloqué sans possibilité de sortie vers la sortie du composant. Le blocage de courant continu peut être placé en série avec le conducteur central, également appelé « blocage interne de courant continu » — il peut aussi être placé en série avec le conducteur extérieur, ce qui est alors appelé « blocage externe de courant continu ». Il existe également des atténuateurs de blocage de courant continu intégrant à la fois un blocage interne et externe.

Atténuateurs en guide d'ondes

Les atténuateurs à guide d'ondes atténuent un signal RF dans un système de guide d'ondes ; cela est généralement réalisé en fixant un film résistif au centre du guide d'ondes. Un atténuateur à guide d'ondes variable continu utilise généralement une vis pour ajuster ce matériau résistif depuis un côté de la paroi du guide d'ondes jusqu'au centre ; dans ce cas, le matériau résistif est façonné de manière à produire une variation linéaire de l'atténuation. Certains modèles de guides d'ondes permettent à l'utilisateur de saisir manuellement une valeur à l'aide d'un bouton de réglage, afin d'obtenir une atténuation spécifique. Cela simplifie le processus en éliminant l'étape consistant à ajuster la vis d'un atténuateur à guide d'ondes variable continu et à mesurer l'atténuation jusqu'à ce que la valeur souhaitée soit atteinte.

Atténuateurs optiques

Les atténuateurs optiques atténuent les ondes lumineuses au lieu des ondes électroniques, ce type d'atténuateur fonctionne généralement comme un composant qui absorbe ou dissipe la lumière. De manière similaire aux conceptions RF, il existe plusieurs types de conceptions optiques spécialement adaptées à une application donnée. Les atténuateurs optiques fixes utilisent généralement des fibres dopées ou des raccords décalés pour disperser la lumière. Les atténuateurs optiques variables sont similaires aux atténuateurs RF variables et aux atténuateurs programmables par pas, dans la mesure où ils peuvent être contrôlés manuellement ou électroniquement afin d'obtenir une atténuation spécifique.