Bezdrátová komunikační technologie připravila cestu pro velmi zajímavé vynálezy. Je také známá jako komunikace „vzduchem“. Tato technologie učinila mobilní a meziplanetární komunikace realita. První mobilní komunikace vynalezená v roce 1880 byla „Photophone“. K přenosu zvuku z jednoho bodu do druhého využívalo sluneční světlo. V telekomunikačních systémech se k přenosu informací z jednoho místa na druhé používá nějaká forma energie, jako jsou rádiové vlny nebo akustická energie. Zde se nepoužívají žádné dráty a médiem šíření je obvykle vzduch. Tato technologie čelí některým výzvám, které snižují její účinnost a spolehlivost. Jednou z takových výzev je útlum. Zařízení použité pro útlum je Attenuator.
Co je Attenuator?
Signály jsou odesílány z jednoho místa na druhé prostřednictvím média. Těmito signály mohou být datové signály, napěťové signály, proudové signály atd. Když se vzdálenost ujetá signálem zvyšuje, síla signálu se postupně snižuje. Tato postupná ztráta intenzity signálů médiem se nazývá útlum.
I když je tento jev považován za výzvu pro přenos signálů na velké vzdálenosti, ukázalo se, že je užitečný v mnoha dalších úkolech. Zařízení, které je navrženo tak, aby snižovalo výkon signálů bez narušení jeho křivky, se nazývá „Attenuator“.
Tlumič se po něm velmi používá obvody generátoru signálu . Pomáhá zmírnit nebo snížit sílu signálů na vysoké úrovni před jejich aplikací na Anténní obvody . Atenuátor je dvouportové elektronické zařízení, které je navrženo s použitím rezistory k zeslabení nebo zeslabení signálu. Útlumové články jsou pasivní obvody, fungují bez napájení. Jsou k dispozici buď jako pevný útlumový člen s pevnou úrovní útlumu, nebo jako nepřetržitě se měnící útlumový článek. Na rozdíl od procenta zisku zesilovače, atenuátor udává procento ztráty. Velikost útlumu se měří v decibelech.
Návrh atenuátoru
Útlumové články jsou pasivní dvouportové elektronické obvody. Ty jsou čistě navrženy pomocí rezistorů. Zde jsou rezistory uspořádány jako a dělič napětí síť. Konstrukce atenuátoru závisí na geometrii čáry spojovacích vodičů mezi zařízeními. V závislosti na tom, zda je linka vyvážená nebo nevyvážená, musí být atenuátory používané s linkou vyvážené nebo nevyvážené. Útlumové články používané u koaxiálních vedení jsou nevyvážené. Tlumiče používané s kroucenými páry jsou vyvážené formy.
Obvod atenuátoru je lineární i reciproční na základě aplikace, atenuátor může být jednosměrný nebo obousměrný. Pokud je obvod tlumiče symetrický, nebude existovat žádný rozdíl mezi vstupním portem a výstupním portem. V takovém případě se obecně považuje levý port za vstup a pravý port za výstup.
Útlumové články se také nacházejí jako vestavěné obvody v generátorech signálu i jako samostatné obvody. Samostatné atenuátory jsou umístěny v sérii mezi zdrojem signálu a zátěžovým obvodem na signální cestě. V takovém případě musí kromě zajištění útlumu odpovídat impedanci zdroje a impedanci zátěže. Útlumové články se nacházejí v rádiových komunikačních a přenosových vedeních, aby se snížila síla signálu.
Typy atenuátoru
Tlumiče jsou k dispozici jako pevné tlumiče i jako nastavitelné tlumiče. Pevné sítě atenuátoru jsou známé jako „atenuátory“. Jsou k dispozici pro konkrétní hodnoty od 0 dB do 100 dB. Útlumové články se běžně vyskytují v radiofrekvenčních a optických aplikacích. Vysokofrekvenční tlumiče se používají v elektronických obvodech, zatímco optické tlumiče nacházejí uplatnění ve vláknové optice.
Několik běžných rozvržení atenuátoru je - konfigurace T, konfigurace pI a konfigurace L. Tyto konfigurace jsou nevyváženého typu. Vyvážený typ konfigurace T a konfigurace pI jsou označeny jako konfigurace „H“, respektive konfigurace O. Vyvážený typ je symetrický obvod, zatímco nevyvážené typy jsou asymetrické obvody.
Tlumič konfigurace T
RF design atenuátoru je šest typů. Jsou to Fixed type, Step type, Continuously Variable type, Programmable Type, DC Bias type and DC Blocking type.
Pevný typ
V atenuátorech fixního typu je rezistorová síť uzamčena na předem určenou hodnotu útlumu. Ty jsou uloženy v signální cestě, aby se snížil výkon přenášeného signálu. Ty mohou být jednosměrné nebo obousměrné na základě jejich požadavku aplikace. Mohou být k dispozici buď na povrchovou montáž, vlnovod nebo koaxiální typ. V konstrukci založené na čipu vyvíjejí odpor různé typy materiálů uložených na tepelně vodivém podkladu. Tato hodnota odporu závisí na rozměrech třísky a použitých materiálech pro výrobu třísky.
Atenuátor s konfigurací Pi
Typ kroku
Tyto tlumiče jsou podobné pevným tlumičům. Ale v tomto typu je k dispozici tlačítko pro nastavení hodnot útlumu. Ty poskytují hodnoty útlumu pouze z předem kalibrovaných kroků. V závislosti na aplikaci může být útlumový člen použit ve formátech čip, vlnovod nebo koaxiální formát.
Kontinuálně proměnný typ
V typu průběžně proměnného lze hodnotu útlumu změnit ručně na jakoukoli hodnotu útlumu z daného zadaného rozsahu. U tohoto typu jsou rezistory přítomné v síti útlumu obnoveny pomocí polovodičových prvků, například MOSFET nebo PIN diody. Ve srovnání se sítí pasivních odporů lze změnou napětí v zařízeních FET měnit útlum s vyšším rozlišením. Zde je možné měnit útlum buď ručně, nebo pomocí elektronických signálů.
Programovatelný typ
Tento typ se také populárně nazývá „digitální krokový tlumič“. Tato součást je řízena počítačem řízeným externím řídicím signálem. Ty jsou řízeny logickými obvody TTL s rozsahem velikosti kroku, jako je 2,4,6, ……, 32. Pokud je zjištěno, že aplikované napětí na tomto útlumu je menší než 1V, je dosaženo logické úrovně 0. Pro napětí 3 V a vyšší je dána logická úroveň 1. Výše uvedené logické úrovně se používají k ovládání jednopólových a dvojitých spínačů, které spojují řadu útlumových členů na signální cestě. Tento typ je k dispozici také v provedení USB s nainstalovaným softwarem.
DC Bias Type
Tento typ atenuátoru má kapacitu jak na vstupním, tak na výstupním portu zařízení, které blokuje stejnosměrné napětí. Kromě zeslabení vysokofrekvenčních signálů tedy tento typ předává stejnosměrné signály.
Typ blokování DC
Tento typ je podobný typu DC Bias. Jediný rozdíl mezi těmito dvěma je způsob, jakým je stejnosměrný signál zcela blokován, aniž by k výstupnímu portu běžela alternativní cesta.
Optické tlumiče
Jsou podobné RF útlumu, ale místo elektrických signálů tlumí světelné vlny. Tento tlumič pohlcuje nebo rozptyluje světlo podle hodnot útlumu beze změny tvaru vlny. Podobně jako u RF zeslabovačů jsou i optické zeslabovače navrženy jako pevné, variabilní, programovatelné atd. .... Jsou navrženy na základě aplikačního požadavku. Pevné optické tlumiče používají dopovaná vlákna k rozptýlení světla uvedeného jako vstup. Variabilní a programovatelné optické tlumiče úzce souvisí s RF proměnnými a RF programovatelnými tlumiči.
Útlum v síti
Útlum je snížení síly signálu. To lze najít u analogových i digitálních signálů. Útlum se měří v decibelech. U optických kabelů se útlum měří jako počet decibelů na stopu. Kabel s menším útlumem na jednotku vzdálenosti je považován za účinnější.
Útlum je vidět v komunikačních systémech, když jsou signály přenášeny na velké vzdálenosti. V kontextu počítačové sítě je útlum ztrátou síly komunikačních nebo datových signálů při přenosu na velké vzdálenosti. Se snižováním rychlosti útlumu se přenášená data zkreslují. Hlavní příčiny útlumu v počítačové síti jsou -
- Rozsah - V kabelové i bezdrátové komunikaci, když je signál přenášen na velké vzdálenosti, se síla signálu postupně snižuje.
- Rušení- Interference jakékoli formy, jako jsou fyzické překážky, snižuje sílu přenášených signálů.
Typické hodnoty pro útlum vedení v síti DSL se pohybují od 5 dB do 50 dB. Zde se útlum měří jako ztráta signálu mezi přístupovým bodem poskytovatele a domovem. Nižší hodnota útlumu lepší kvalita signálu. U sítí Wi-Fi je pozorováno dynamické škálování rychlosti. Tím se automaticky upraví maximální datový datový tok připojení nahoru nebo dolů v závislosti na kvalitě přenosu linky.
Aplikace tlumičů
Některé z pozoruhodných aplikací atenuátorů jsou následující -
- Tlumiče se používají jako zařízení pro ovládání hlasitosti ve vysílacích stanicích.
- Pro účely testování v laboratořích se k získání signálů s menším napětím používají tlumiče.
- Pevné atenuátory se používají ke zlepšení přizpůsobení impedance v obvodech.
- Používají se k ochraně obvodů před poškozením způsobeným vysokými hodnotami napětí.
- RF tlumiče se používají k ochrannému rozptylu energie při měření vysokofrekvenčních signálů.
- Optické útlumové články se používají v komunikaci z optických vláken, aby správně odpovídaly úrovním vysílače a přijímače.
Časté dotazy
1). Co dělá RF tlumič?
Na protest proti systémům před poškozením způsobeným vysokonapěťovými signály, které jsou příliš vysoké na to, aby je obvod zpracoval, pomáhají vysokofrekvenční útlumové články snížit úroveň amplitudy vstupního signálu.
2). Co je pasivní atenuátor?
Pasivní atenuátor je obvod atenuátoru čistě tvořený rezistory. Tento obvod nevyžaduje žádné napájení, aby fungoval.
3). Jak se měří útlum?
Útlum se měří jako jednotky decibelů na jednotku délky média.
4). Jaká je příčina útlumu u optických vláken?
V optických vláknech jsou dvěma hlavními příčinami útlumu absorpce a rozptyl.
5). Jaké je použití atenuátoru pro televizní signály?
Útlumový prvek používaný pro televizní signály k úpravě výkonu signálu a snížení rušení.
Attenuator pomáhá při snižování úrovní signálu. Zde ztrátový výkon zařízení závisí na povrchové ploše a hmotnosti materiálu rezistoru použitého v jeho síti. Mezi důležité vlastnosti vysokofrekvenčního útlumu patří jeho přesnost, nízké SWR, plochofrekvenční odezva a opakovatelnost.
