Was ist ein Abschwächer - Design, Typen und Anwendungen

Die drahtlose Kommunikationstechnologie hat den Weg für sehr interessante Erfindungen geebnet. Es wird auch als 'Over-the-Air' -Kommunikation bezeichnet. Diese Technologie machte mobil und interplanetare Kommunikation eine Wirklichkeit. Die erste 1880 erfundene Mobilkommunikation war „Photophone“. Es verwendete Sonnenlicht, um das Audio von einem Punkt zum anderen zu übertragen. In Telekommunikationssystemen wird irgendeine Form von Energie wie Funkwellen oder akustische Energie verwendet, um die Informationen von einem Ort zum anderen zu übertragen. Hier werden keine Drähte verwendet und das Ausbreitungsmedium ist normalerweise Luft. Diese Technologie steht vor einigen Herausforderungen, die ihre Effizienz und Zuverlässigkeit beeinträchtigen. Eine solche Herausforderung ist die Dämpfung. Das zur Dämpfung verwendete Gerät ist Dämpfungsglied.

Was ist Abschwächer?

Signale werden über ein Medium von einem Ort zum anderen gesendet. Diese Signale können Datensignale, Spannungssignale, Stromsignale usw. sein. Wenn die vom Signal zurückgelegte Strecke zunimmt, nimmt die Stärke des Signals allmählich ab. Dieser allmähliche Intensitätsverlust der Signale durch das Medium wird als Dämpfung bezeichnet.

Obwohl dieses Phänomen als Herausforderung für die Übertragung von Signalen über große Entfernungen angesehen wird, hat es sich bei vielen anderen Aufgaben als nützlich erwiesen. Das Gerät, das die Leistung von Signalen reduzieren soll, ohne die Wellenform zu stören, wird als „Abschwächer“ bezeichnet.

Das Dämpfungsglied wird danach stark genutzt Signalgeneratorschaltungen . Es hilft bei der Dämpfung oder Reduzierung der Stärke von Signalen mit hohem Pegel, bevor sie an das Signal angelegt werden Antennenschaltungen . Ein Dämpfungsglied ist ein elektronisches Gerät mit zwei Anschlüssen Widerstände ein Signal zu schwächen oder zu dämpfen. Dämpfungsglieder sind passive Schaltkreise, sie arbeiten ohne Stromversorgung. Diese sind sowohl als festes Dämpfungsglied mit festem Dämpfungspegel als auch als ständig wechselndes Dämpfungsglied erhältlich. Im Gegensatz zum Verstärkungsprozentsatz der Verstärker gibt der Abschwächer den Verlustprozentsatz an. Der Dämpfungsbetrag wird in Dezibel gemessen.

Design des Dämpfers

Dämpfungsglieder sind passive elektronische Zwei-Port-Schaltkreise. Diese sind ausschließlich mit Widerständen ausgelegt. Hier sind Widerstände als angeordnet Spannungsteiler Netzwerk. Das Design des Dämpfers hängt von der Leitungsgeometrie der Verbindungsdrähte zwischen den Geräten ab. Je nachdem, ob eine Leitung symmetrisch oder unsymmetrisch ist, müssen die mit der Leitung verwendeten Dämpfungsglieder symmetrisch oder unsymmetrisch sein. Dämpfungsglieder, die mit Koaxialleitungen verwendet werden, sind unsymmetrisch. Mit Twisted-Pair verwendete Dämpfungsglieder haben die ausgeglichene Form.

Die Dämpfungsschaltung ist je nach Anwendung sowohl linear als auch wechselseitig. Das Dämpfungsglied kann unidirektional oder bidirektional sein. Wenn die Dämpfungsschaltung symmetrisch gemacht wird, gibt es keinen Unterschied zwischen dem Eingangsport und dem Ausgangsport. In diesem Fall wird in der Regel der linke Port als Eingabe und der rechte Port als Ausgabe betrachtet.

Dämpfungsglieder werden auch als eingebaute Schaltkreise in Signalgeneratoren sowie als eigenständige Schaltkreise gefunden. Eigenständige Dämpfungsglieder sind in Reihe zwischen einer Signalquelle und einem Lastkreis auf dem Signalpfad angeordnet. In einem solchen Fall muss zusätzlich zur Bereitstellung der Dämpfung die Quellenimpedanz und die Lastimpedanz angepasst werden. Dämpfungsglieder befinden sich in Funkkommunikations- und Übertragungsleitungen, um die Leistung des Signals zu verringern.

Arten von Dämpfungsgliedern

Dämpfungsglieder sind sowohl als feste Dämpfungsglieder als auch als einstellbare Dämpfungsglieder erhältlich. Feste Dämpfungsnetzwerke werden als „Dämpfungspads“ bezeichnet. Diese sind für bestimmte Werte von 0 dB bis 100 dB verfügbar. Dämpfungsglieder sind häufig in Hochfrequenz- und optischen Anwendungen zu finden. Hochfrequenzdämpfer werden in elektronischen Schaltkreisen verwendet, während optische Dämpfer in der Glasfaser Anwendung finden.

Nur wenige gängige Layouts für Dämpfungsglieder sind T-Konfiguration, pI-Konfiguration und L-Konfiguration. Diese Konfigurationen sind unsymmetrisch. Der ausgeglichene Typ der T-Konfiguration und die pI-Konfiguration werden als 'H' -Konfiguration bzw. O-Konfiguration bezeichnet. Der symmetrische Typ ist eine symmetrische Schaltung, während unsymmetrische Typen asymmetrische Schaltungen sind.

T Konfiguration Dämpfer

Das HF-basierte Design des Dämpfers besteht aus sechs Typen. Sie sind fester Typ, Schritttyp, kontinuierlich variabler Typ, programmierbarer Typ, DC-Vorspannungstyp und DC-Blockierungstyp.

Fester Typ

Bei Dämpfungsgliedern mit festem Typ ist das Widerstandsnetzwerk auf einen vorbestimmten Dämpfungswert verriegelt. Diese sind im Signalpfad festgelegt, um die Leistung des übertragenen Signals zu dämpfen. Diese können je nach Anwendungsanforderung unidirektional oder bidirektional sein. Diese können als Oberflächenmontage-, Wellenleiter- oder Koaxialtyp erhältlich sein. Bei einem Chip-basierten Design entwickeln die verschiedenen Arten von Materialien, die auf dem wärmeleitenden Substrat abgeschieden sind, den Widerstand. Dieser Widerstandswert hängt von den Abmessungen des Chips und den für die Chipherstellung verwendeten Materialien ab.

Dämpfungsglied mit Pi-Konfiguration

Schritttyp

Diese Dämpfungsglieder ähneln festen Dämpfungsgliedern. Bei diesem Typ ist jedoch ein Druckknopf vorgesehen, um die Dämpfungswerte anzupassen. Diese liefern nur Dämpfungswerte aus den vorkalibrierten Schritten. Je nach Anwendung kann das Dämpfungsglied entweder im Chip-, Wellenleiter- oder Koaxialformat verwendet werden.

Kontinuierlich variabler Typ

Bei stufenlos variablem Typ kann der Dämpfungswert manuell in einen beliebigen Dämpfungswert aus dem angegebenen Bereich geändert werden. Bei diesem Typ werden die im Dämpfungsnetzwerk vorhandenen Widerstände mit den Festkörperelementen, beispielsweise MOSFET oder PIN-Diode, wiederhergestellt. Im Vergleich zum passiven Widerstandsnetzwerk kann durch Ändern der Spannung in den FET-Bauelementen die Dämpfung mit größerer Auflösung variiert werden. Hier ist es möglich, die Dämpfung entweder manuell oder mit Hilfe elektronischer Signale zu variieren.

Programmierbarer Typ

Dieser Typ wird im Volksmund auch als 'Digital Step Attenuator' bezeichnet. Diese Komponente wird durch ein computergesteuertes externes Steuersignal gesteuert. Diese werden von den TTL-Logikschaltungen mit einem Schrittgrößenbereich wie 2,4,6, ……, 32 gesteuert. Wenn festgestellt wird, dass die an diesem Dämpfungsglied angelegte Spannung kleiner als 1 V ist, wird der Logikpegel 0 erreicht. Für Spannungen von 3 V und höher ist der Logikpegel 1 angegeben. Die obigen Logikpegel werden verwendet, um die einpoligen und zweipoligen Schalter zu steuern, die eine Anzahl von Dämpfungsgliedern auf dem Signalpfad verbinden. Dieser Typ ist auch in den USB-Designs mit der installierten Software verfügbar.

DC-Vorspannungstyp

Diese Art von Dämpfungsglied hat eine Kapazität sowohl am Eingangsanschluss als auch am Ausgangsanschluss des Geräts, die die Gleichspannungen blockiert. Somit leitet dieser Typ, abgesehen von der Dämpfung der HF-Signale, die Gleichstromsignale weiter.

DC-Sperrart

Dieser Typ ähnelt dem DC-Bias-Typ. Der einzige Unterschied zwischen diesen beiden besteht darin, dass das Gleichstromsignal vollständig blockiert ist, ohne dass ein alternativer Pfad zum Ausgangsport verläuft.

Optische Dämpfungsglieder

Diese ähneln dem HF-Dämpfungsglied, dämpfen jedoch anstelle von elektrischen Signalen die Lichtwellen. Dieser Abschwächer absorbiert oder zerstreut Licht entsprechend den Abschwächungswerten, ohne die Wellenform zu ändern. Ähnlich wie die HF-Dämpfungsglieder werden auch optische Dämpfungsglieder als fest, variabel, programmierbar usw. ausgeführt. Diese werden basierend auf den Anwendungsanforderungen entwickelt. Feste optische Dämpfungsglieder verwenden dotierte Fasern, um das als Eingabe angegebene Licht zu streuen. Variable und programmierbare optische Dämpfungsglieder sind eng mit den HF-variablen und programmierbaren HF-Dämpfungsgliedern verwandt.

Dämpfung im Netzwerk

Dämpfung ist die Verringerung der Signalstärke. Dies kann sowohl bei analogen als auch bei digitalen Signalen festgestellt werden. Die Dämpfung wird in Dezibel gemessen. Bei Glasfaserkabeln wird die Dämpfung in Dezibel pro Fuß gemessen. Das Kabel mit geringerer Dämpfung pro Entfernungseinheit wird als effizienter angesehen.

Eine Dämpfung wird in Kommunikationssystemen beobachtet, wenn Signale über große Entfernungen übertragen werden. Im Computernetzwerkkontext ist die Dämpfung der Verlust an Kommunikations- oder Datensignalstärke bei Übertragung über große Entfernungen. Wenn die Dämpfungsrate abnimmt, werden die übertragenen Daten stärker verzerrt. Die Hauptursachen für die Dämpfung im Computernetzwerk sind:

• Reichweite - Sowohl bei der drahtgebundenen als auch bei der drahtlosen Kommunikation nimmt die Stärke des Signals allmählich ab, wenn ein Signal über große Entfernungen übertragen wird.
• Interferenz- Störungen jeglicher Art, wie z. B. physische Hindernisse, verringern die Stärke der übertragenen Signale.

Typische Werte für die Leitungsdämpfung im DSL-Netzwerk liegen zwischen 5 dB und 50 dB. Hier wird die Dämpfung als Signalverlust zwischen dem Zugangspunkt des Anbieters und dem Heim gemessen. Verringern Sie den Dämpfungswert und verbessern Sie die Signalqualität. Bei Wi-Fi-Netzwerken wird eine dynamische Raten-Skalierung beobachtet. Dadurch wird die maximale Datenrate der Verbindung abhängig von der Übertragungsqualität der Leitung automatisch nach oben oder unten angepasst.

Anwendungen von Dämpfungsgliedern

Einige der bemerkenswerten Anwendungen von Dämpfungsgliedern sind wie folgt:

• Dämpfungsglieder werden in Rundfunkstationen als Lautstärkeregler eingesetzt.
• Zu Testzwecken in Laboratorien werden Dämpfungsglieder verwendet, um kleinere Spannungssignale zu erhalten.
• Feste Dämpfungsglieder werden verwendet, um die Impedanzanpassung in Schaltkreisen zu verbessern.
• Diese dienen zum Schutz der Stromkreise vor Schäden durch Hochspannungswerte.
• HF-Dämpfungsglieder werden zur schützenden Verlustleistung bei der Messung von HF-Signalen verwendet.
• Optische Dämpfungsglieder werden in der Glasfaserkommunikation eingesetzt, um die Sender- und Empfängerpegel richtig anzupassen.

FAQs

1). Was macht ein HF-Dämpfungsglied?

Um Systeme vor Schäden zu schützen, die durch Hochleistungssignale verursacht werden, die zu hoch sind, um von der Schaltung verarbeitet zu werden, tragen HF-Dämpfungsglieder dazu bei, den Amplitudenpegel des Eingangssignals zu verringern.

2). Was ist ein passives Dämpfungsglied?

Ein passives Dämpfungsglied ist eine Dämpfungsschaltung, die ausschließlich aus Widerständen besteht. Diese Schaltung benötigt keine Stromversorgung, um zu funktionieren.

3). Wie wird die Dämpfung gemessen?

Die Dämpfung wird als Einheiten von Dezibel pro Längeneinheit des Mediums gemessen.

4). Was ist die Ursache für die Dämpfung in optischen Fasern?

In optischen Fasern sind zwei Hauptursachen für die Dämpfung Absorption und Streuung.

5). Was ist die Verwendung von Attenuator für TV-Signale?

Dämpfungsglied für TV-Signale zur Einstellung der Signalleistung und zur Reduzierung von Störungen.

Der Abschwächer hilft bei der Reduzierung der Signalpegel. Hier hängt die Verlustleistung des Geräts von der Oberfläche und Masse des in seinem Netzwerk verwendeten Widerstandsmaterials ab. Einige der wichtigen Eigenschaften des HF-Dämpfers sind seine Genauigkeit, sein niedriges SWR, sein flacher Frequenzgang und seine Wiederholbarkeit.