Perguntas Frequentes: O que são atenuadores?

Atenuadores são componentes elétricos projetados para reduzir a amplitude de um sinal que passa através do componente, sem degradar significativamente a integridade desse sinal. Eles são utilizados em aplicações RF e ópticas. Atenuadores RF são geralmente utilizados em circuitos eletrônicos, enquanto os ópticos são utilizados em fibras ópticas. Existem essencialmente seis tipos diferentes de projetos RF: fixo, por degraus, variável contínuo, programável, polarização contínua (dc bias) e bloqueio de corrente contínua (dc blocking).

Especificações importantes de um atenuador a serem consideradas incluem a atenuação medida em decibéis (dB), faixa de frequência (MHz), capacidade de manuseio de potência (W) e impedância (Ohms).

Atenuadores Fixos

Atenuadores normalmente são compostos por uma rede resistiva que permite que o calor se dissipe a uma determinada taxa. Existem algumas configurações básicas — a configuração em "T", a configuração em "L" e a configuração em "pi". Essas configurações já estabelecidas possuem equações e valores de resistência definidos que podem ser utilizados para obter a impedância característica (Z0) ao longo de uma faixa de frequências, e também são conhecidas como atenuadores desbalanceados com circuitos assimétricos. A versão balanceada ou simétrica do atenuador em "T" é conhecida como configuração em "H", e a versão balanceada do atenuador em Pi é conhecida como configuração em "O".

Existem três configurações básicas de atenuadores desbalanceados: L, Tee e Pi. As configurações balanceadas do Tee e do Pi são, respectivamente, H e O. As configurações balanceadas são redes resistivas simétricas, enquanto as desbalanceadas são assimétricas.

Atenuadores fixos são definidos em uma atenuação fixa e inalterável por meio dessas redes resistivas. Eles são colocados nos caminhos do sinal para reduzir a potência transmitida. Podem ser do tipo para montagem em superfície, guia de onda ou coaxial. Dependendo da aplicação, um atenuador pode ser direcional ou bidirecional. Um sinal só pode fluir da entrada para a saída em um atenuador direcional, enquanto em um atenuador bidirecional ele pode viajar nos dois sentidos. Para um atenuador baseado em chip, uma resistência é desenvolvida por meio de diversos materiais depositados sobre um substrato com boa condutividade térmica; e dependendo do processo — filme grosso ou filme fino — as dimensões físicas e os materiais utilizados resultarão em um valor específico de resistência. Uma atenuação variável contínua também pode ser obtida mediante a montagem de um conjunto de barras resistivas e discos resistivos; no entanto, muitos são construídos utilizando chips.

Atenuador por degraus

Atenuadores de passo são fundamentalmente atenuadores fixos, pois continuam sendo componentes passivos que compreendem várias redes resistivas para gerar uma atenuação específica. O valor de atenuação pode ser selecionado com base em um botão manual ou na rotação de uma chave rotativa. Os atenuadores de passo, diferentemente dos atenuadores variáveis, só podem gerar um valor de atenuação com base em passos pré-alocados. Por exemplo, um atenuador de passo com botão pode variar de 0 a 45,5 dB e, dependendo da configuração dos botões, pode aumentar em incrementos de 0,5 dB.

Atenuadores variáveis contínuos

Atenuadores variáveis contínuos podem ser ajustados manualmente para fornecer qualquer valor de atenuação dentro de uma faixa e resolução especificadas. Em um atenuador ativo variável contínuo, as redes de resistores presentes em atenuadores fixos e atenuadores por degraus foram substituídas por elementos de estado sólido, como transistores de efeito de campo de óxido metálico semicondutor (MOSFETs) ou diodos PIN. Uma atenuação específica pode ser variada com maior resolução ao controlar a tensão sobre o FET ou a corrente através do diodo, em comparação com redes resistivas passivas. A atenuação pode ser controlada manualmente ou eletronicamente com um motor para manter uma atenuação específica.

Atenuador programável

O atenuador programável, também conhecido como atenuador digital em etapas, é um componente controlado por uma tensão externa. Esse controle externo é geralmente acionado por computador. Eles são frequentemente controlados por entradas de lógica transistor-transistor (TTL), e os tamanhos das etapas são tipicamente 1, 2, 4, 8, 16 e 32. Os atenuadores controlados por TTL possuem um nível lógico de '0' quando a tensão aplicada em um determinado atenuador é inferior a 1 V, e um nível lógico de '1' quando a tensão aplicada é tipicamente de 3 V ou mais. Esses níveis lógicos controlam chaves do tipo single-pole, double-throw (SPDT) que conectam os vários atenuadores em um caminho de sinal que resulta em uma atenuação desejável. No que diz respeito aos atenuadores programáveis, também existem projetos controlados por USB para simplificar a conexão entre o atenuador e o computador. Muitas vezes, eles são fornecidos com software já estabelecido, permitindo facilmente o controle do dispositivo.

Atenuador passivo de corrente contínua

Atenuadores de polarização contínua, também conhecidos como atenuadores de passagem de polarização contínua, permitem a passagem de corrente contínua enquanto também atenuam o sinal de RF. Eles geralmente possuem uma capacitância na entrada e saída do atenuador que bloqueia a passagem da corrente contínua, mas permite que o sinal de RF passe — o sinal de corrente contínua contorna o atenuador por meio de outro caminho até a saída.

Atenuadores de bloqueio de corrente contínua

Atenuadores de bloqueio de corrente contínua são semelhantes aos modelos de polarização contínua no sentido de que bloqueiam o sinal de corrente contínua; a diferença é que a corrente contínua é totalmente bloqueada, sem saída para a saída do componente. O bloqueio de corrente contínua pode ser colocado em série com o condutor central, também conhecido como "bloqueio interno de corrente contínua" — também pode ser colocado em série com o condutor externo, o que é conhecido como "bloqueio externo de corrente contínua". Existem também atenuadores com bloqueio de corrente contínua que possuem tanto o bloqueio interno quanto o externo.

Atenuadores de guia de onda

Atenuadores de guia de onda irão atenuar um sinal RF em um sistema de guia de onda; isso é normalmente realizado fixando um filme resistivo no centro do guia de onda. Um atenuador de guia de onda variável contínuo geralmente utiliza um parafuso para ajustar esse material resistivo de um lado da parede do guia de onda até o centro; nesse caso, o material resistivo é moldado para fornecer uma variação linear na atenuação. Alguns designs de guia de onda permitem ao usuário inserir um valor manualmente, usando um mostrador, para obter uma atenuação específica. Isso simplifica o processo, eliminando a etapa de ajustar o parafuso em um atenuador de guia de onda variável contínuo e ter que medir a atenuação até que o valor desejado seja alcançado.

Atenuadores ópticos

Atenuadores ópticos atenuam ondas de luz em vez de ondas eletrônicas, portanto, esse atenuador normalmente funciona como um componente que absorve ou dissipa luz. Semelhante aos projetos em RF, existem vários tipos de projetos ópticos especificamente desenvolvidos para uma aplicação. Atenuadores ópticos fixos normalmente utilizam fibras dopadas ou emendas desalinhadas para dispersar a luz. Atenuadores ópticos variáveis são semelhantes a atenuadores variáveis em RF e atenuadores programáveis por degraus, na medida em que podem ser controlados manualmente ou eletronicamente para produzir uma atenuação específica.