Veelgestelde vraag: Wat zijn verzwakkers?

Attenuators zijn elektrische componenten die zijn ontworpen om de amplitude van een signaal dat door de component gaat, te verlagen, zonder de integriteit van dat signaal aanzienlijk te verstoren. Ze worden gebruikt in RF- en optische toepassingen. RF-attenuators worden over het algemeen gebruikt in elektronische schakelingen, terwijl optische attenuators worden gebruikt in glasvezeltoepassingen. Er zijn in wezen zes verschillende soorten RF-ontwerpen: vast, stapsgewijs, continu variabel, programmeerbaar, gelijkstroomvoorziening en gelijkstroomblokkering.

Belangrijke specificaties van een attenuator die men moet overwegen, zijn de verzwakking gemeten in decibel (dB), frequentiebereik (MHz), vermogensbelastbaarheid (W) en impedantie (Ohm).

Fixed Demper

Attenuators bestaan doorgaans uit een resistief netwerk dat warmte op een bepaalde snelheid kan afvoeren. Er zijn een paar basisschakelingen — de 'T'-configuratie, de 'L'-configuratie en de 'pi'-configuratie. Deze gevestigde schakelingen hebben al vaststaande vergelijkingen en weerstandswaarden die kunnen worden gebruikt om de karakteristieke impedantie (Z0) over een bereik van frequenties te verkrijgen, en zijn ook bekend als ongebalanceerde attenuators met asymmetrische circuits. De gebalanceerde of symmetrische schakeling, versie van de 'T'-attenuator, staat bekend als de 'H'-configuratie, en de gebalanceerde versie van de Pi-attenuator staat bekend als de 'O'-configuratie.

Er zijn drie basisongebalanceerde attenuatorconfiguraties: L, T en Pi. De gebalanceerde configuratie van T en Pi zijn respectievelijk H en O. Gebalanceerde configuraties zijn symmetrische resistieve netwerken, terwijl ongebalanceerde asymmetrisch zijn.

Vaste verzwakkers zijn ingesteld op een vaste en onveranderlijke verzwakking door deze resistieve netwerken. Ze worden in signaalpaden geplaatst om de verzonden vermogens te verlagen. Ze kunnen van het oppervlaktemontage-type, golfpijptype of coaxiaaltype zijn. Afhankelijk van de toepassing kan een verzwakker directioneel of bidirectioneel zijn. Bij een directionele verzwakker kan een signaal alleen van ingang naar uitgang gaan, terwijl het in een bidirectionele verzwakker beide richtingen op kan reizen. Voor een chipgebaseerde verzwakker wordt een weerstand gecreëerd door verschillende materialen op een thermisch geleidend substraat af te zetten, en afhankelijk van het proces—dikke film of dunne film—zullen de fysieke afmetingen en het gebruikte materiaal elk een bepaalde weerstandswaarde opleveren. Een continu variabele verzwakkingsweerstand kan ook worden gerealiseerd door een samenstelling van resistieve staven en resistieve schijven; echter, velen worden gebouwd met behulp van chips.

Trapverzwakker

Stepverzwakkers zijn in wezen vaste verzwakkers, aangezien ze nog steeds passieve componenten zijn die uit verschillende resistieve netwerken bestaan om een bepaalde verzwakking te genereren. De verzwakkingswaarde kan worden geselecteerd op basis van een handmatige drukknop of door het draaien van een schakelaar. In tegenstelling tot variabele verzwakkers kunnen stepverzwakkers alleen een verzwakkingswaarde genereren op basis van vooraf ingestelde stappen. Een push-button stepverzwakker kan bijvoorbeeld variëren van 0 tot 45,5 dB en, afhankelijk van de schakeling van de knoppen, met stappen van 0,5 dB toenemen.

Continu variabele verzwakkers

Continu variabele verzwakkers kunnen handmatig worden afgesteld om elke gewenste verzwakkingswaarde binnen een bepaald bereik en resolutie te verkrijgen. In een actieve continu variabele verzwakker zijn de weerstandsnetwerken die worden gebruikt in vaste verzwakkers en stapverzwakkers vervangen door halfgeleiderelementen zoals metal-oxide-semiconductor-veld-effecttransistoren (MOSFETs) of PIN-dioden. Door de spanning over de FET of de stroom door de diode te beïnvloeden, kan de verzwakking met een hogere resolutie worden gevarieerd dan met passieve weerstandsnetwerken. De verzwakking kan handmatig of elektronisch worden geregeld, eventueel met een motor, om een bepaalde verzwakking in stand te houden.

Programmeerbare verzwakker

De programmeerbare verzwakker, ook wel bekend als een digitale stapverzwakker, is een component die wordt bestuurd door een externe spanning. Deze externe besturing wordt meestal computer-gestuurd. Ze worden vaak bestuurd door transistor-transistor logica (TTL) ingangen, en de stapgroottes zijn doorgaans 1, 2, 4, 8, 16 en 32. De TTL-gestuurde verzwakkers hebben een logica-niveau van '0' wanneer de aangelegde spanning op een bepaalde verzwakker lager is dan 1 V, en een logica-niveau van '1' wanneer de aangelegde spanning meestal 3 V of hoger is. Deze logica-niveaus sturen enkel-pool dubbele werking (SPDT)-schakelaars aan, die de verschillende verzwakkers in een signaalpad inschakelen, wat een gewenste verzwakking oplevert. Binnen het domein van programmeerbare verzwakkers zijn er ook USB-gestuurde ontwerpen om de koppeling tussen verzwakker en computer te vereenvoudigen. Vaak worden ze geleverd met gevestigde software, zodat de besturing van het apparaat direct beschikbaar is.

DC-doorgangsverzwakker

DC-biasverzwakkers, ook bekend als DC-bias doorlatende verzwakkers, geleiden DC en verzwakken tegelijkertijd het RF-signaal. Ze beschikken over een ingebouwde capaciteit aan de ingang en uitgang van de verzwakker die DC blokkeert, maar het RF-signaal doorlaat – het DC-signaal loopt via een andere route naar de uitgang.

DC-blokkerende verzwakkers

DC-blokkerende verzwakkers lijken op DC-biasconstructies doordat zij het DC-signaal blokkeren; het verschil is dat de DC volledig wordt geblokkeerd zonder dat er een uitgang naar de componentuitgang is. Het DC-blok kan in serie worden geplaatst met de binnenste geleider, ook wel een „interne DC-blokkering“ genoemd – het kan ook in serie worden geplaatst met de buitenste geleider, wat een „externe DC-blokkering“ wordt genoemd. Er zijn ook DC-blokkerende verzwakkers met zowel interne als externe DC-blokkering.

Golfpijpaandempers

Golfgeleiderdemper zal een RF-signaal in een golfgeleidersysteem dempen; dit wordt meestal gedaan door een resistieve film aan het midden van de golfgeleider te bevestigen. Een continu instelbare golfgeleiderdemper gebruikt doorgaans een schroef om dit resistieve materiaal vanaf één zijde van de golfgeleiderwand naar het midden te verplaatsen; in dit geval is het resistieve materiaal zo gevormd dat een lineaire variatie in demping wordt verkregen. Sommige golfgeleiderontwerpen stellen de gebruiker in staat om een waarde handmatig in te voeren, met behulp van een schijf, om een specifieke demping te verkrijgen. Dit vereenvoudigt het proces doordat de stap van het bijstellen van de schroef in een continu instelbare golfgeleiderdemper en het meten van de demping tot het gewenste niveau bereikt is, kan worden weggelaten.

Optische dempers

Optische verzwakkers verzwakken lichtgolven in plaats van elektronengolven, dus deze verzwakker fungeert meestal als een component die licht absorbeert of verspreidt. Net als bij RF-ontwerpen zijn er verschillende soorten optische ontwerpen die specifiek zijn ontwikkeld voor een toepassing. Vaste optische verzwakkers gebruiken doorgaans gedoteerde vezels of offset-splices om het licht te verspreiden. Variabele optische verzwakkers lijken op RF-variabele verzwakkers en programmeerbare trapverzwakkers, omdat ze handmatig of elektronisch kunnen worden geregeld om een specifieke verzwakking te verkrijgen.