|
|
 |
Резистивные схемы аттенюаторов. Расчёт онлайн.
П-образные, Т-образные аттенюаторы для симметричных и несимметричных
линий. Регулируемые многоступенчатые аттенюаторы.
На сегодняшнем заседании нашей радиолюбительской ячейки мы обнародуем перечень мероприятий по конструированию и расчёту узла,
предназначенного для банального ослабления амплитуды (мощности) сигнала без существенного искажения его формы -
аттенюатора.
Аттенюаторы - это, в большинстве случаев, пассивные конструкции, сделанные из незатейливых резистивных или реактивных
делителей напряжения.
Столь простые по замыслу устройства, тем не менее, находят многочисленные применения, как-то:
- Уменьшение уровня сигнала для предотвращения перегрузки и, соответственно, расширения динамического диапазона
оборудования.
- Снижение амплитуды или мощности сигнала до нужного уровня с целью его корректного измерения, а также для защиты
измерительного прибора от перегрузки или выгорания.
- Согласование импедансов источника и нагрузки для снижения коэффициента стоячей волны (КСВ).
- Увеличение изоляции (развязки) между источником и нагрузкой, вследствие уменьшения взаимодействия между ними.
С точки зрения логики работы, аттенюатор является полной противоположностью усилителя, хотя эти устройства
и имеют абсолютно разные принципы работы.
Основные характеристики аттенюаторов:
- Ослабление мощности (или амплитуды), которое выражается в децибелах.
- Частотный диапазон, внутри которого задаётся точность ослабления аттенюатора.
- Собственно говоря, сама точность (погрешность) аттенюатора.
- Максимальная мощность, которая может быть переварена аттенюатором без вреда для здоровья.
- Входное и выходное сопротивления, определяющие КСВ (коэффициент стоячей волны) по входу и выходу.
Ну и хватит о грустном.
Давайте рассмотрим основные схемы, используемые в аттенюаторах.
Рис.1
Рис.1 а) - схема несбалансированного Т-образного аттенюатора,
Рис.1 б) - схема сбалансированного Т-образного аттенюатора,
Рис.1 в) - схема несбалансированного П-образного аттенюатора,
Рис.1 г) - схема сбалансированного П-образного аттенюатора.
Данные аттенюаторы являются горизонтально симметричными - импеданс устройства на входе совпадает с импедансом устройства
на выходе.
Несбалансированные аттенюаторы предназначены для работы с вертикально несимметричными линиями, такими как коаксиальные
кабели, в то время как,
Сбалансированные аттенюаторы предназначены для симметричных линий, к примеру, для работы с витой парой.
Формулы для расчёта элементов Т-образного аттенюатора выглядят следующим образом:
 ,
где Z - импеданс аттенюатора, а V - отношение входной и выходной амплитуд.
Формулы для расчёта элементов П-образного аттенюатора:
Сдобрим пройденный материал калькулятором.
КАЛЬКУЛЯТОР РАСЧЁТА ЭЛЕМЕНТОВ П и Т-ОБРАЗНОГО АТТЕНЮАТОРА.
Если же в хозяйстве понадобился аттенюатор с несколькими значениями ступенчато - изменяемого ослабления сигнала,
то сделать это можно путём последовательного соединения нескольких простейших ячеек, описанных и рассчитанных на калькуляторе выше.
Для иллюстрации приведу схему регулируемого аттенюатора от словенского специалиста Матиаса Видмара.
Рис.2
Устройство позволяет производить плавное ослабление сигналов (вернее ступенчатое с точностью до 1dB) вплоть до 131dB
в частотном диапазоне - до 500MHz.
Ссылка на страницу автора - http://lea.hamradio.si/~s53mv/dds/attenuator.html.
А теперь предположим, что нам не хочется ставить кучу переключающих тумблеров, а так и подмывает довольствоваться одним
переключателем на несколько положений, либо, вообще, обойтись без коммутирующих элементов, а поставить по разъёму на
каждый уровень аттенюации.
Обратимся за помощью к схеме W. Sorokine, Radio-Consiwcteur et Depanneur, Paris, octobre 1968, p. 253.
Рис.3
В источнике приведены следующие формулы для расчёта номиналов элементов:
В каждой точке выхода такой модели аттенюатора внутреннее сопротивление равно сопротивлению нагрузки Rн.
Величина аттенюации одинакова для всех ступеней и может быть выбрана любой величины.
Любой, да не очень!
Детальное рассмотрение схемы выявило корректную работу аттенюатора, только при значениях аттенюации, кратных 10.
К тому же этот параметр рассчитывается при отсутствии нагрузки в режиме холостого хода, т.е.
при её включении - добавляются дополнительные 6дБ ослабления сигнала.
А вот количество ступеней ослабления может быть выбрано любым.
Тем не менее, в связи с достаточно частой практикой применения данной схемы, приведу калькулятор и для неё.
|
|
