La tecnologia de comunicació sense fils ha obert el camí a invents molt interessants. També es coneix com a comunicació 'a través de l'aire'. Aquesta tecnologia va fer que el mòbil i comunicació interplanetària una realitat. La primera comunicació mòbil inventada el 1880 va ser 'Photophone'. Utilitzava la llum solar per transferir l'àudio d'un punt a un altre. En els sistemes de telecomunicacions, s’utilitza alguna forma d’energia com les ones de ràdio o l’energia acústica per transferir la informació d’un lloc a un altre. Aquí no s’utilitzen cables i el mitjà de propagació sol ser aire. Hi ha alguns reptes que afronta aquesta tecnologia que degraden la seva eficiència i fiabilitat. Un d’aquests desafiaments és la Atenuació. El dispositiu utilitzat per atenuar és Attenuator.
Què és Attenuator?
Les senyals s’envien d’un lloc a un altre a través d’un mitjà. Aquests senyals poden ser senyals de dades, senyals de tensió, senyals de corrent, etc. Quan la distància recorreguda pel senyal augmenta, la intensitat del senyal disminueix gradualment. Aquesta pèrdua gradual d’intensitat dels senyals a través del mitjà s’anomena Atenuació.
Tot i que es considera un desafiament per a la transferència de senyals a llarga distància, aquest fenomen és útil en moltes altres tasques. El dispositiu dissenyat per reduir la potència dels senyals sense molestar la seva forma d'ona s'anomena 'Atenuador'.
L'atenuador s'utilitza molt després circuits generadors de senyals . Ajuda a atenuar o reduir la força dels senyals d’alt nivell abans d’aplicar-los al Circuits d'antena . Un atenuador és un dispositiu electrònic de dos ports dissenyat mitjançant resistències per debilitar o atenuar un senyal. Els atenuadors són circuits passius, funcionen sense cap font d'alimentació. Estan disponibles tant com a atenuador fix amb un nivell d’atenuació fix com com a atenuador que canvia contínuament. Contràriament al percentatge de guany dels amplificadors, l'atenuador dóna un percentatge de pèrdua. La quantitat d’atenuació es mesura en decibels.
Disseny de Atenuador
Els atenuadors són circuits electrònics passius de dos ports. Aquests estan dissenyats exclusivament amb resistències. Aquí, les resistències es disposen com a divisor de tensió xarxa. El disseny de l’atenuador depèn de la geometria de la línia dels cables de connexió entre dispositius. Segons si una línia és equilibrada o desequilibrada, els atenuadors que s’utilitzen amb la línia han de ser equilibrats o desequilibrats. Els atenuadors utilitzats amb línies coaxials són de forma desequilibrada. Els atenuadors que s’utilitzen amb parells trenats tenen una forma equilibrada.
El circuit de l’atenuador és lineal i recíproc basat en l’aplicació, l’atenuador pot ser unidireccional o bidireccional. Quan el circuit de l’atenuador es fa simètric, no hi haurà diferències entre el port d’entrada i el port de sortida. En aquest cas, com a regla general, es considera el port esquerre com a entrada i el port dret com a sortida.
Els atenuadors també es troben com a circuits integrats en generadors de senyal, així com circuits independents. Els atenuadors independents es col·loquen en sèrie entre una font de senyal i un circuit de càrrega al camí del senyal. En aquest cas, a més de proporcionar atenuació, ha de coincidir amb la impedància de la font i la impedància de càrrega. Els atenuadors es troben a les línies de transmissió i comunicació de ràdio per reduir la potència del senyal.
Tipus d’atenuador
Els atenuadors estan disponibles tant com a atenuadors fixos com atenuadors ajustables. Les xarxes d’atenuadors fixes es coneixen com a «coixinets d’atenuador». Estan disponibles per a valors específics de 0dB a 100dB. Els atenuadors es troben habitualment en aplicacions òptiques i de radiofreqüència. Els atenuadors de radiofreqüència s’utilitzen en els circuits electrònics, mentre que els atenuadors òptics troben aplicacions en fibra òptica.
Pocs dissenys comuns d'atenuador són: configuració T, configuració pI i configuració L. Aquestes configuracions són de tipus desequilibrat. El tipus equilibrat de configuració T i configuracions pI es denoten com a configuració ‘H’, configuració O respectivament. El tipus equilibrat és un circuit simètric mentre que els tipus desequilibrats són circuits asimètrics.
Configuració T Atenuador
El disseny de l’atenuador basat en RF és de sis tipus. Són de tipus fix, tipus de pas, tipus de variable contínua, tipus de programable, tipus de polarització de CC i tipus de bloqueig de CC.
Tipus fix
En els atenuadors de tipus fix, la xarxa de resistències està bloquejada a un valor d’atenuació predeterminat. Aquests es col·loquen en la ruta del senyal per atenuar la potència del senyal transmès. Aquests poden ser unidireccionals o bidireccionals en funció del requisit de la seva aplicació. Aquests poden estar disponibles com a tipus de muntatge superficial, guia d'ones o coaxials. En un disseny basat en xips, els diferents tipus de materials dipositats sobre el substrat conductor tèrmic desenvolupen la resistència. Aquest valor de resistència depèn de les dimensions del xip i dels materials utilitzats per a la producció de xips.
Atenuador amb configuració Pi
Tipus de pas
Aquests atenuadors són similars als atenuadors fixos. Però en aquest tipus, es proporciona un polsador per ajustar els valors d’atenuació. Aquests proporcionen valors d'atenuació només a partir dels passos precalibrats. Depenent de l’aplicació, l’atenuador es pot utilitzar en formats xip, guia d’ones o coaxials.
Tipus de variable contínua
En el tipus de variable contínua, el valor d'atenuació es pot canviar manualment a qualsevol valor d'atenuació de l'interval especificat. En aquest tipus, les resistències presents a la xarxa d’atenuadors es restauren amb els elements d’estat sòlid, per exemple, el díode MOSFET o PIN. En comparació amb la xarxa de resistències passives, canviant la tensió dels dispositius FET es pot variar l’atenuació amb una resolució més gran. Aquí és possible variar l’atenuació manualment o amb l’ajut de senyals electrònics.
Tipus programable
Aquest tipus també s’anomena popularment com a «atenuador de pas digital». Aquest component està controlat per un senyal de control extern impulsat per ordinador. Aquests són controlats pels circuits lògics TTL amb un rang de mida de pas com ara 2,4,6, ……, 32. Si la tensió aplicada a través d’aquest atenuador és inferior a 1 V, s’assoleix el nivell lògic 0. Per a tensions de 3V i superiors, es dóna el nivell lògic 1. Els nivells lògics anteriors s’utilitzen per controlar els commutadors unipolar i doble llançament que connecten diversos atenuadors del recorregut del senyal. Aquest tipus també està disponible als dissenys USB amb el programari instal·lat.
Tipus de polarització de CC
Aquest tipus d’atenuador té capacitat tant al port d’entrada com al port de sortida del dispositiu que bloqueja les tensions de CC. Així, a part d’atenuar els senyals de RF, aquest tipus passa els senyals de CC.
Tipus de bloqueig de CC
Aquest tipus és similar al tipus DC Bias. L'única diferència entre aquests dos és la forma en què el senyal de CC està totalment bloquejat sense que hi hagi cap ruta alternativa cap al port de sortida.
Atenuadors òptics
Són similars a l’atenuador de RF, però en lloc de senyals elèctrics, atenuen les ones de llum. Aquest atenuador absorbeix o dissipa la llum segons els valors d’atenuació sense canviar la forma d’ona. De manera similar als atenuadors de RF, els atenuadors òptics també es dissenyen com a fixos, variables, programables, etc. Aquests estan dissenyats en funció del requisit de l'aplicació. Els atenuadors òptics fixos utilitzen fibres dopades per dispersar la llum donada com a entrada. Els atenuadors òptics variables i programables estan estretament relacionats amb els atenuadors variables RF i programables RF.
Atenuació en xarxes
La atenuació és la reducció de la intensitat del senyal. Això es pot trobar tant amb senyals analògics com digitals. L’atenuació es mesura en decibels. En els cables de fibra òptica, l’atenuació es mesura com un nombre de decibels per peu. El cable amb menys atenuació per unitat de distància es considera més eficient.
L’atenuació es veu en els sistemes de comunicació quan els senyals es transmeten a llargues distàncies. En el context de les xarxes d’ordinadors, l’atenuació és la pèrdua de la intensitat dels senyals de comunicació o de dades quan es transmeten a llargues distàncies. A mesura que disminueix la velocitat d’atenuació, les dades transmeses es distorsionen. Les principals causes d’atenuació de la xarxa informàtica són:
- Rang - Tant en la comunicació per cable com sense fils quan es transmet un senyal a distàncies llargues, la força del senyal disminueix gradualment.
- Interferència- La interferència de qualsevol forma, com ara obstruccions físiques, disminueix la força dels senyals transmesos.
Els valors típics per a l’atenuació de línia a la xarxa DSL oscil·len entre els 5dB i els 50dB. Aquí l’atenuació es mesura com la pèrdua de senyal entre el punt d’accés del proveïdor i la casa. Baixeu el valor de l’atenuació millor la qualitat del senyal. Per a les xarxes Wi-Fi, s’observa una escala dinàmica de la velocitat. Això ajusta automàticament la data màxima de la connexió cap amunt o cap avall en funció de la qualitat de transmissió de la línia.
Aplicacions dels atenuadors
Algunes de les aplicacions més destacades dels atenuadors són les següents:
- Els atenuadors s’utilitzen com a equips de control de volum a les estacions de radiodifusió.
- A efectes de proves en laboratoris, per obtenir senyals de voltatge més petits, s’utilitzen atenuadors.
- Els atenuadors fixos s’utilitzen per millorar la concordança d’impedància als circuits.
- S’utilitzen per protegir els circuits contra danys causats per valors d’alta tensió.
- Els atenuadors de RF s’utilitzen per a la dissipació protectora de la potència en la mesura de senyals de RF.
- Els atenuadors òptics s’apliquen en la comunicació de fibra òptica per coincidir adequadament amb els nivells de transmissor i receptor.
Preguntes freqüents
1). Què fa un atenuador de RF?
Per protegir els sistemes dels danys causats pels senyals d'alta potència que són massa elevats per processar-los pel circuit, els atenuadors de RF ajuden a reduir el nivell d'amplitud del senyal d'entrada.
2). Què és l'atenuador passiu?
Un atenuador passiu és un circuit atenuador format exclusivament per resistències. Aquest circuit no requereix cap font d'alimentació per funcionar.
3). Com es mesura l’atenuació?
L’atenuació es mesura com les unitats de decibels per unitat de longitud del medi.
4). Quina és la causa de l’atenuació de les fibres òptiques?
En les fibres òptiques, dues causes principals d’atenuació són l’absorció i la dispersió.
5). Per a què serveix Attenuator per als senyals de TV?
Atenuador utilitzat per als senyals de TV per ajustar la potència del senyal i reduir les interferències.
L'atenuador ajuda a reduir els nivells de senyal. Aquí la dissipació de potència del dispositiu depèn de la superfície i la massa del material de resistència utilitzat a la seva xarxa. Algunes de les característiques importants de l’atenuador de RF són la seva precisió, baixa SWR, resposta de freqüència plana i repetibilitat.
