Câu hỏi thường gặp: Bộ suy hao là gì?

Bộ suy hao là linh kiện điện được thiết kế để giảm biên độ của tín hiệu đi qua linh kiện này, mà không làm ảnh hưởng đáng kể đến độ nguyên vẹn của tín hiệu đó. Chúng được sử dụng trong các ứng dụng RF và quang học. Bộ suy hao RF thường được dùng trong mạch điện tử, trong khi các bộ suy hao quang học được sử dụng trong cáp quang. Về cơ bản có sáu loại thiết kế RF khác nhau: cố định, bước, biến đổi liên tục, lập trình được, ngõ ra một chiều và chặn một chiều.

Các thông số kỹ thuật chính cần lưu ý của bộ suy hao bao gồm mức suy hao được đo bằng đê-xi-ben (dB), dải tần số (MHz), khả năng chịu công suất (W), và trở kháng (Ohm).

Bộ giảm cố định

Bộ suy hao thường bao gồm một mạng điện trở cho phép nhiệt tỏa ra với tốc độ nhất định. Có một vài kiểu bố trí cơ bản — cấu hình 'T', cấu hình 'L' và cấu hình 'pi'. Những kiểu bố trí đã được thiết lập này đều có các phương trình và giá trị điện trở xác định, có thể được sử dụng để đạt được trở kháng đặc tính (Z0) trong một dải tần số nhất định, và chúng cũng được biết đến là các bộ suy hao không cân bằng với mạch điện bất đối xứng. Phiên bản cấu hình cân bằng hoặc đối xứng của bộ suy hao T là cấu hình 'H', và phiên bản cân bằng của bộ suy hao Pi được gọi là cấu hình 'O'.

Có ba cấu hình bộ suy hao không cân bằng cơ bản: L, Tee và Pi. Cấu hình cân bằng của Tee và Pi lần lượt là H và O. Các cấu hình cân bằng là các mạng điện trở đối xứng, trong khi các cấu hình không cân bằng là bất đối xứng.

Bộ suy hao cố định được thiết lập ở mức suy hao cố định và không đổi thông qua các mạng điện trở này. Chúng được đặt trong đường truyền tín hiệu để giảm công suất truyền đi. Chúng có thể là loại gắn bề mặt, ống dẫn sóng hoặc đồng trục. Tùy theo ứng dụng, bộ suy hao có thể là loại định hướng hoặc lưỡng hướng. Trong bộ suy hao định hướng, tín hiệu chỉ có thể đi từ đầu vào đến đầu ra, trong khi ở bộ suy hao lưỡng hướng, tín hiệu có thể truyền theo cả hai chiều. Đối với bộ suy hao dựa trên chip, giá trị điện trở được tạo ra thông qua các vật liệu khác nhau được phủ lên một chất nền dẫn nhiệt, và tùy theo quy trình sản xuất—màng dày hoặc màng mỏng—mà kích thước vật lý cũng như vật liệu sử dụng sẽ quyết định giá trị điện trở cụ thể. Điện trở suy hao biến đổi liên tục cũng có thể đạt được bằng cách sắp xếp cụm các thanh điện trở và đĩa điện trở; tuy nhiên, nhiều bộ suy hao hiện nay vẫn được chế tạo bằng các chip.

Bộ suy hao bước

Bộ suy hao bước về cơ bản là bộ suy hao cố định, vì chúng vẫn là các linh kiện thụ động bao gồm nhiều mạng điện trở khác nhau để tạo ra mức suy hao cụ thể. Giá trị suy hao có thể được chọn dựa trên nút bấm thủ công hoặc chuyển đổi bằng núm xoay. Bộ suy hao bước, không giống như bộ suy hao biến đổi, chỉ có thể tạo ra mức suy hao theo các bước đã được thiết lập trước. Ví dụ, bộ suy hao bước dùng nút bấm có thể thay đổi từ 0 đến 45,5 dB và, tùy theo cách bố trí các nút bấm, có thể tăng theo các bước 0,5 dB.

Bộ suy hao biến đổi liên tục

Bộ suy hao biến thiên liên tục có thể được điều chỉnh bằng tay để đạt được bất kỳ giá trị suy hao nào trong một dải và độ phân giải nhất định. Trong bộ suy hao biến thiên liên tục chủ động, các mạng điện trở có trong bộ suy hao cố định và bộ suy hao bước đã được thay thế bằng các linh kiện bán dẫn như transistor hiệu ứng trường oxide kim loại (MOSFET) hoặc diode PIN. Một mức suy hao cụ thể có thể được điều chỉnh với độ phân giải cao hơn bằng cách kiểm soát điện áp qua FET hoặc dòng điện qua diode, so với việc sử dụng mạng điện trở thụ động. Mức suy hao có thể được điều khiển bằng tay hoặc điện tử thông qua một động cơ để duy trì một mức suy hao nhất định.

Bộ suy hao lập trình được

Bộ suy hao có thể lập trình, còn được gọi là bộ suy hao từng bước số, là một thành phần được điều khiển bởi điện áp bên ngoài. Việc điều khiển từ bên ngoài này thường do máy tính thực hiện. Chúng thường được điều khiển thông qua các đầu vào logic transistor-transistor (TTL), và các bước suy hao thường là 1, 2, 4, 8, 16 và 32. Các bộ suy hao điều khiển TTL có mức logic là '0' khi điện áp được áp dụng tại một bộ suy hao cụ thể thấp hơn 1 V, và mức logic là '1' khi điện áp được áp dụng thường là 3 V hoặc cao hơn. Các mức logic này điều khiển các công tắc chuyển mạch một cực hai ngả (SPDT) để kết nối các bộ suy hao khác nhau trong đường dẫn tín hiệu nhằm tạo ra mức suy hao mong muốn. Trong lĩnh vực các bộ suy hao có thể lập trình, cũng có các thiết kế điều khiển qua cổng USB để đơn giản hóa việc kết nối giữa bộ suy hao và máy tính. Thông thường, chúng được cung cấp kèm phần mềm đã được thiết lập để dễ dàng điều khiển thiết bị.

Bộ suy hao cho phép dòng điện một chiều đi qua

Bộ suy hao lệch một chiều, còn được gọi là bộ suy hao cho phép tín hiệu một chiều đi qua, cho phép tín hiệu một chiều đi qua đồng thời làm suy giảm tín hiệu cao tần (RF). Chúng thường có tụ điện ở đầu vào và đầu ra của bộ suy hao, giúp chặn tín hiệu một chiều đi qua, nhưng lại cho phép tín hiệu RF đi qua—tín hiệu một chiều sẽ đi vòng qua bộ suy hao thông qua một đường dẫn khác đến đầu ra.

Bộ suy hao chặn một chiều

Bộ suy hao chặn một chiều tương tự như thiết kế lệch một chiều ở chỗ chúng chặn tín hiệu một chiều; điểm khác biệt là trong trường hợp này, tín hiệu một chiều bị chặn hoàn toàn mà không có lối thoát dẫn đến đầu ra của linh kiện. Khóa chặn một chiều có thể được mắc nối tiếp với dây dẫn trung tâm, còn gọi là 'khóa chặn một chiều bên trong'—nó cũng có thể được mắc nối tiếp với dây dẫn ngoài, được gọi là 'khóa chặn một chiều bên ngoài'. Ngoài ra, cũng có các bộ suy hao chặn một chiều tích hợp cả khóa chặn bên trong và bên ngoài.

Bộ suy hao ống dẫn sóng

Bộ suy hao ống dẫn sóng sẽ làm suy hao tín hiệu RF trong hệ thống ống dẫn sóng; điều này thường được thực hiện bằng cách gắn một lớp phim điện trở vào trung tâm của ống dẫn sóng. Bộ suy hao ống dẫn sóng biến đổi liên tục thường sử dụng một vít để điều chỉnh vật liệu điện trở từ một bên thành ống dẫn sóng vào giữa; trong trường hợp này, vật liệu điện trở được định hình để tạo ra sự biến đổi tuyến tính trong mức suy hao. Một số thiết kế ống dẫn sóng cho phép người dùng nhập giá trị thủ công thông qua núm vặn để đạt được mức suy hao cụ thể. Điều này đơn giản hóa quy trình bằng cách loại bỏ bước điều chỉnh vít trong bộ suy hao ống dẫn sóng biến đổi liên tục và phải đo mức suy hao cho đến khi đạt được giá trị mong muốn.

Bộ suy hao quang

Bộ suy hao quang suy hao sóng ánh sáng thay vì sóng điện tử, vì vậy bộ suy hao này thường hoạt động như một thành phần hấp thụ hoặc tiêu tán ánh sáng. Tương tự như các thiết kế RF, có một số loại thiết kế quang học được thiết kế cụ thể cho từng ứng dụng. Bộ suy hao quang cố định thường sử dụng sợi quang pha tạp hoặc mối nối lệch để phân tán ánh sáng. Bộ suy hao quang biến đổi tương tự như bộ suy hao biến đổi RF và bộ suy hao bước có thể lập trình, vì chúng có thể được điều khiển thủ công hoặc bằng điện tử để tạo ra mức suy hao cụ thể.