Ved udvikling af elektroniske kredsløb er det normalt nødvendigt at løse problemet med at forstærke signaler - at øge deres amplitude eller effekt. Men der er situationer, hvor signalniveauet tværtimod skal svækkes. Og denne opgave er ikke så enkel, som den ser ud ved første øjekast.
Indhold
Hvad er en dæmper og hvordan virker den
En attenuator er en anordning til bevidst og normalt at reducere amplituden eller effekten af et inputsignal uden at forvrænge dets form.
Princippet for drift af dæmpere, der anvendes i radiofrekvensområdet - spændingsdeler med modstande eller kondensatorer. Indgangssignalet fordeles mellem modstandene i forhold til modstandene. Den enkleste løsning er en skillevæg af to modstande. En sådan dæmper kaldes L-formet (i udenlandsk teknisk litteratur - L-formet). Begge sider af denne ubalancerede enhed kan tjene som input og output.En egenskab ved G-dæmperen er et lavt tabsniveau, når input og output matches.
Typer af dæmpere
I praksis bruges G-dæmperen ikke så ofte - primært for at matche input- og outputmodstandene. P-type enheder (i udenlandsk litteratur Pi - fra det latinske bogstav π) og T-type enheder bruges meget mere bredt til normaliseret dæmpning af signaler. Dette princip giver dig mulighed for at oprette enheder med samme input- og udgangsimpedans (men om nødvendigt kan du bruge forskellige).
Figuren viser ubalancerede enheder. Kilden og belastningen skal forbindes til dem med ubalancerede linjer - koaksialkabler osv. fra enhver retning.
Til balancerede linjer (snoet par osv.) bruges balancerede kredsløb - de kaldes nogle gange H- og O-type dæmpere, selvom disse kun er variationer af de tidligere enheder.
Ved at tilføje en (to) modstande omdannes dæmpnings T-(H-) typerne til bro.
Dæmpere produceres af industrien i form af komplette enheder med stik til tilslutning, men de kan også laves på et printkort som en del af et generelt kredsløb. Resistive og kapacitive dæmpere har et seriøst plus - de indeholder ikke ikke-lineære elementer, som ikke forvrænger signalet og ikke fører til udseendet af nye harmoniske i spektret og forsvinden af eksisterende.
Ud over resistive er der andre typer dæmpere. Udbredt i industriel teknologi:
- grænse- og polarisationsdæmpere - baseret på designegenskaberne af bølgeledere;
- absorberende dæmpere - signaldæmpning forårsager effektabsorption af specielt udvalgte materialer;
- optiske dæmpere;
Disse typer enheder bruges i mikrobølgeteknologi og i lysfrekvensområdet. Ved lave frekvenser og radiofrekvenser anvendes dæmpere baseret på modstande og kondensatorer.
Hovedkarakteristika
Hovedparameteren, der bestemmer dæmperes egenskaber, er dæmpningskoefficienten. Det måles i decibel. For at forstå, hvor mange gange signalamplituden falder efter at have passeret gennem dæmpningskredsløbet, er det nødvendigt at genberegne koefficienten fra decibel til gange. Ved udgangen af en enhed, der reducerer signalamplituden med N decibel, vil spændingen være M gange mindre:
M=10(N/20) (for effekt — M=10(N/10)) .
Omvendt beregning:
N=20⋅log10(M) (for effekt N=10⋅log10(M)).
Så for en dæmper med Kosl \u003d -3 dB (koefficienten er altid negativ, da værdien altid falder), vil udgangssignalet have en amplitude på 0,708 fra originalen. Og hvis udgangsamplituden er to gange mindre end den originale, så er Kosl omtrent lig med -6 dB.
Formlerne er ret komplekse til hovedberegninger, så det er bedre at bruge online-beregnere, som der er rigtig mange af på internettet.
For justerbare enheder (trindelt eller glat) er justeringsgrænser angivet.
En anden vigtig parameter er bølgeimpedansen (impedansen) ved input og output (de kan være de samme). Denne modstand er forbundet med en sådan karakteristik som stående bølgeforhold (SWR) - det er ofte angivet på industrielle produkter. For en ren resistiv belastning beregnes denne koefficient ved formlen:
- SWR=ρ/R hvis ρ>R, hvor R er belastningsmodstanden og ρ er linjens bølgeimpedans.
- SWR= R/ρ hvis ρ<R.
SWR er altid større end eller lig med 1. Hvis R=ρ, overføres al effekt til belastningen. Jo mere disse værdier adskiller sig, jo større tab.Så med SWR = 1,2 vil 99% af effekten nå belastningen, og med SWR = 3 - allerede 75%. Ved tilslutning af en 75 ohm dæmper til et 50 ohm kabel (eller omvendt), SWR = 1,5 og tabet vil være 4%.
Andre vigtige funktioner at nævne:
- driftsfrekvensområde;
- maksimal effekt.
Også vigtig er en sådan parameter som nøjagtighed - det betyder den tilladte afvigelse af dæmpningen fra den nominelle. For industrielle dæmpere anvendes egenskaberne på sagen.
I nogle tilfælde er enhedens kraft vigtig. Den energi, der ikke er nået frem til forbrugeren, spredes af dæmperelementerne, så det er afgørende at forhindre overbelastning.
Der er formler til beregning af hovedegenskaberne for resistive dæmpere af forskellige designs, men de er besværlige og indeholder logaritmer. Derfor skal du i det mindste bruge en lommeregner for at bruge dem. Derfor er det til selvberegning mere bekvemt at bruge specielle programmer (inklusive online).
Justerbare dæmpere
Dæmpningskoefficienten og SWR påvirkes af værdien af alle de elementer, der udgør dæmperen, så opret enheder baseret på modstande med jævn regulering af parametre er vanskelig. Ved at ændre dæmpningen er det nødvendigt at justere SWR og omvendt. Sådanne problemer kan løses ved at bruge forstærkere med en forstærkning mindre end 1.
Sådanne enheder er bygget på transistorer eller OU, men der er et problem med linearitet. Det er ikke let at skabe en forstærker, der ikke forvrænger bølgeformen over et bredt frekvensområde. Trinvis regulering er meget mere udbredt - dæmperne er forbundet i serie, deres svækkelse lægges sammen. De kredsløb, der er nødvendige, shuntes (relækontakter etc).Så den ønskede dæmpningskoefficient opnås uden at ændre bølgemodstanden.
Der er design af enheder til at dæmpe signalet med jævn justering, bygget på bredbåndstransformatorer (SHPT). De bruges i amatørkommunikationsteknologi i tilfælde, hvor kravene til at matche input og output er lave.
Jævn justering af dæmpere bygget på bølgeledere opnås ved at ændre de geometriske dimensioner. Optiske dæmpere produceres også med jævn dæmpningskontrol, men sådanne enheder har et ret kompliceret design, da de indeholder et system af linser, optiske filtre osv.
Anvendelsesområde
Hvis dæmperen har forskellige indgangs- og udgangsmodstande, kan den ud over dæmpningsfunktionen fungere som en matchende enhed. Så hvis du skal tilslutte kabler på 75 og 50 ohm, kan du lægge et passende beregnet et imellem dem, og sammen med den normaliserede dæmpning kan du også rette graden af matchning.
I modtageudstyr bruges dæmpere for at undgå overbelastning af inputkredsløbene med kraftig falsk stråling. I nogle tilfælde kan dæmpning af det interfererende signal, selv på samme tid som et svagt ønsket signal, forbedre modtagekvaliteten ved at reducere niveauet af intermodulationsinterferens.
Inden for måleteknologi kan dæmpere bruges som afkobling - de reducerer belastningens effekt på referencesignalets kilde. Optiske dæmpere bruges i vid udstrækning til at teste transceiverudstyr til fiberoptiske kommunikationslinjer.Med deres hjælp modelleres dæmpning i en reel linje, og betingelserne og grænserne for stabil kommunikation bestemmes.
Inden for lydteknologi bruges dæmpere som strømstyringsenheder. I modsætning til potentiometre gør de dette med mindre strømtab. Her er det nemmere at sikre en jævn justering, da bølgemodstanden ikke er vigtig - kun dæmpning betyder noget. I tv-kabelnetværk eliminerer dæmpere overbelastning af tv-indgange og giver dig mulighed for at opretholde transmissionskvaliteten uanset modtageforholdene.
Da dæmperen ikke er den mest komplekse enhed, finder den den bredeste anvendelse i radiofrekvenskredsløb og giver dig mulighed for at løse forskellige problemer. Ved mikrobølge- og optiske frekvenser er disse enheder bygget forskelligt, og de er komplekse industrielle enheder.
Lignende artikler:
