Что такое аттенюатор?

Что такое аттенюатор?

Аттенюатор — это компонент, который ослабляет входной сигнал до желаемого и подходящего уровня. Иногда его сокращают до ATT, что является аббревиатурой от Attenuator.

Аттенюаторы в основном используются в электронных схемах, но в более широком смысле они относятся к любому устройству, которое уменьшает физическую величину. Например, оптический фиксированный аттенюатор, устройство, которое регулирует уровень оптической мощности в оптоволоконной сети связи до соответствующего диапазона, является типом аттенюатора.

Аттенюаторы доступны в двух типах: фиксированные аттенюаторы и переменные аттенюаторы. Переменные аттенюаторы могут уменьшать входной сигнал до любого желаемого уровня, сохраняя при этом согласование импеданса сигнальной линии.

Ослабление аттенюатора обычно выражается в децибелах (дБ).

Применение аттенюатора

Аттенюаторы в основном используются в промышленных приложениях, таких как измерительные системы в области промышленных измерений, различное коммуникационное оборудование и радиолокационное оборудование.

В потребительских приложениях аттенюаторы используются в механизмах регулировки громкости некоторых аудиоусилителей.

Другим важным применением аттенюаторов является их включение в состав входных клемм измерителей мощности, используемых для измерения высокочастотной мощности. Когда входной сигнал от приемника находится на довольно высоком уровне, цель состоит в том, чтобы ослабить его до соответствующего уровня перед подачей на высокочувствительный измеритель мощности.

Принцип аттенюатора

Переменные резисторы обычно используются для регулировки уровня сигнала в электронных схемах, но изменение значения сопротивления также изменяет сопротивление нагрузки усилителя. Если выходное сопротивление усилителя достаточно мало, изменение сопротивления нагрузки можно игнорировать. Однако в линиях передачи, где согласование импеданса является обязательным условием, согласование импеданса нарушается при изменении значения сопротивления, и это создает препятствие для передачи сигнала.

С другой стороны, аттенюатор характеризуется тем, что общее сопротивление аттенюатора и нагрузки равно сопротивлению нагрузки в одиночку, если смотреть со стороны выходного терминала усилителя. Другими словами, поскольку в аттенюаторах поддерживается согласование импедансов, искажения формы сигнала не происходит даже в высокочастотных цепях.

Базовая конфигурация схемы аттенюатора состоит из трех резисторов, соединенных в форме буквы Т и буквы π, а удельные значения сопротивления аттенюаторов в форме буквы Т и буквы π можно относительно легко рассчитать, определив характеристическое сопротивление и затухание напряжения. Также можно рассчитать значение тока, протекающего через каждый резистор, что позволяет определить потребляемую мощность резистора.

Поскольку аттенюаторы потребляют мощность при ослаблении сигналов, они всегда генерируют тепло. Поэтому необходимо соблюдать осторожность при использовании аттенюатора на его номинальной мощности или ниже. В частности, поскольку количество тепла, выделяемого аттенюатором, который обрабатывает большое количество мощности, будет большим, рекомендуется рассмотреть возможность использования аттенюатора мощности с прикрепленным радиатором.

Типы аттенюаторов

1. Аттенюатор F-типа

Аттенюаторы обычно используются в системах передачи антенных сигналов и т. д. Аттенюатор F-типа относится к 75-омному разъему F-типа, используемому в вещательном оборудовании, таком как телевизоры и коммуникационное оборудование.

Другие типы разъемов включают разъемы N-типа и BNC-типа, используемые в измерительных приборах и другом оборудовании, а также разъемы M-типа, используемые в любительском радио. Во многих случаях обычно используются уровни затухания 3 дБ, 6 дБ, 10 дБ и 20 дБ.

2. Аттенюатор F-типа для клемм с винтовым креплением

Клемма с винтовым креплением имеет клемму с винтовым креплением с одной стороны и штекерный разъем F-типа с другой стороны. Аттенюаторы с клеммами F-типа для винтовых клемм широко использовались в прошлом, но в наши дни они используются не так часто.

Причина этого в том, что винтовые клеммы несовершенно экранированы, и нежелательные сигналы извне могут легко проникнуть внутрь.

3. Аттенюатор постоянного импеданса

Внутренняя схема аттенюатора постоянного импеданса, как описано в предыдущем разделе, представляет собой аттенюатор Т-типа или аттенюатор π-типа, состоящий из трех резисторов. Это либо система 50 Ом или 75 Ом, либо система 600 Ом, в зависимости от импеданса линии передачи.

Использование аттенюатора постоянного импеданса обеспечивает точное затухание и поддерживает согласование импеданса. Он предотвращает отражения сигнала и обеспечивает стабильную передачу сигнала.

4. Ступенчатый аттенюатор постоянного импеданса

Ступенчатый аттенюатор фиксированного импеданса позволяет легко регулировать затухание уровня сигнала с помощью переключателя или других средств. Анализаторы спектра и генераторы сигналов используют ступенчатые аттенюаторы фиксированного импеданса.

5. Аттенюатор переменного импеданса

Как упоминалось выше, аттенюатор — это аттенюатор постоянного импеданса. Аттенюатор переменного импеданса иногда называют аттенюатором. В целом это простая схема аттенюации с раздельным резистором и высоким импедансом на входной стороне и низким импедансом на выходной стороне.

Для низкочастотных электрических сигналов, таких как аудиосигналы, с этим типом аттенюатора проблем нет, поскольку отраженные сигналы практически незначительны. Однако для высокочастотных сигналов, таких как телевизионные передачи, аттенюаторы с переменным импедансом использовать нельзя, поскольку они вызывают рассогласование.