전자 회로를 개발할 때 일반적으로 신호 증폭 문제를 해결하는 것이 필요합니다. 즉 진폭이나 전력이 증가합니다. 그러나 반대로 신호 레벨을 약화시켜야 하는 상황이 있습니다. 그리고 이 작업은 언뜻 보이는 것처럼 간단하지 않습니다.
감쇠기 란 무엇이며 어떻게 작동합니까?
감쇠기는 모양을 왜곡하지 않고 입력 신호의 진폭이나 전력을 의도적으로 그리고 정상적으로 줄이기 위한 장치입니다.
무선 주파수 범위에서 사용되는 감쇠기의 작동 원리 - 저항 또는 커패시터가 있는 전압 분배기. 입력 신호는 저항에 비례하여 저항 사이에 분배됩니다. 가장 간단한 솔루션은 두 개의 저항으로 구성된 분배기입니다. 이러한 감쇠기를 L자형(외국 기술문헌에서는 L자형)이라고 합니다. 이 언밸런스 장치의 어느 쪽이든 입력 및 출력으로 사용할 수 있습니다.G-attenuator의 특징은 입력과 출력을 일치시킬 때 낮은 수준의 손실입니다.
감쇠기의 종류
실제로 G 감쇠기는 입력 및 출력 저항을 일치시키기 위해 자주 사용되지 않습니다. P 형 장치 (외국 문헌 Pi - 라틴 문자 π에서) 및 T 형 장치는 신호의 정규화 된 감쇠에 훨씬 더 널리 사용됩니다. 이 원리를 사용하면 입력 및 출력 임피던스가 동일한 장치를 만들 수 있습니다(그러나 필요한 경우 다른 것을 사용할 수 있음).
그림은 불균형 장치를 보여줍니다. 소스와 부하는 동축 케이블 등 언밸런스 라인으로 연결해야 합니다. 어떤 방향에서.
균형 선(연선 등)의 경우 균형 회로가 사용됩니다. 이전 장치의 변형일 뿐이지만 H형 및 O형 감쇠기라고도 합니다.
하나(2) 개의 저항을 추가하면 감쇠기 T-(H-) 유형이 브리지 유형으로 변환됩니다.
감쇠기는 연결용 커넥터가 있는 완전한 장치 형태로 업계에서 생산되지만 일반 회로의 일부로 인쇄 회로 기판에 만들 수도 있습니다. 저항성 및 용량 성 감쇠기는 신호를 왜곡하지 않고 스펙트럼에 새로운 고조파가 나타나고 기존 고조파가 사라지지 않는 비선형 요소를 포함하지 않는 심각한 장점이 있습니다.
저항성 외에도 다른 유형의 감쇠기가 있습니다. 산업 기술에서 널리 사용되는:
- 한계 및 편광 감쇠기 - 도파관의 설계 속성을 기반으로 합니다.
- 흡수 감쇠기 - 신호 감쇠는 특별히 선택된 재료에 의해 전력 흡수를 유발합니다.
- 광 감쇠기;
이러한 유형의 장치는 마이크로파 기술 및 광 주파수 범위에서 사용됩니다. 저주파 및 무선 주파수에서는 저항 및 커패시터를 기반으로 하는 감쇠기가 사용됩니다.
주요 특징
감쇠기의 속성을 결정하는 주요 매개변수는 감쇠 계수입니다. 데시벨로 측정됩니다. 감쇠 회로를 통과한 후 신호 진폭이 몇 번 감소하는지 이해하려면 계수를 데시벨에서 시간으로 다시 계산해야 합니다. 신호 진폭을 N 데시벨만큼 감소시키는 장치의 출력에서 전압은 M 배 작습니다.
M=10(N/20) (전력용 — M=10(N/10)) .
역 계산:
N=20⋅log10(M) (제곱 N=10⋅log의 경우10(중)).
따라서 Kosl \u003d -3dB(값이 항상 감소하기 때문에 계수는 항상 음수임)의 감쇠기의 경우 출력 신호의 진폭은 원본에서 0.708입니다. 출력 진폭이 원래 진폭보다 2배 작으면 Kosl은 대략 -6dB와 같습니다.
수식은 정신 계산에 매우 복잡하므로 인터넷에 많은 온라인 계산기를 사용하는 것이 좋습니다.
조정 가능한 장치(계단식 또는 부드러운)의 경우 조정 한계가 표시됩니다.
또 다른 중요한 매개변수는 입력 및 출력(동일할 수 있음)에서의 파동 임피던스(임피던스)입니다. 이 저항은 정재파 비율(SWR)과 같은 특성과 관련이 있으며 종종 산업 제품에 표시됩니다. 순전히 저항성 부하의 경우 이 계수는 다음 공식으로 계산됩니다.
- ρ>R인 경우 SWR=ρ/R, 여기서 R은 부하 저항이고 ρ는 라인의 파동 임피던스입니다.
- ρ<R인 경우 SWR= R/ρ.
SWR은 항상 1보다 크거나 같습니다. R=ρ이면 모든 전력이 부하로 전달됩니다. 이러한 값이 다를수록 손실이 커집니다.따라서 SWR = 1.2이면 전력의 99%가 부하에 도달하고 SWR = 3이면 이미 75%입니다. 75옴 감쇠기를 50옴 케이블에 연결할 때(또는 그 반대로) SWR = 1.5이고 손실은 4%입니다.
언급할 다른 중요한 기능:
- 작동 주파수 범위;
- 최대 전력.
또한 정확도와 같은 매개 변수가 중요합니다. 이는 공칭에서 감쇠의 허용 편차를 의미합니다. 산업용 감쇠기의 경우 케이스에 특성이 적용됩니다.
어떤 경우에는 장치의 힘이 중요합니다. 소비자에게 도달하지 못한 에너지는 감쇠기 요소에 의해 소산되므로 과부하를 방지하는 것이 중요합니다.
다양한 디자인의 저항성 감쇠기의 주요 특성을 계산하는 공식이 있지만 번거롭고 로그가 포함되어 있습니다. 따라서 이들을 사용하려면 최소한 계산기가 필요합니다. 따라서 자체 계산의 경우 특수 프로그램(온라인 포함)을 사용하는 것이 더 편리합니다.
조정 가능한 감쇠기
감쇠 계수와 SWR은 감쇠기를 구성하는 모든 요소의 값에 영향을 받으므로 다음을 기반으로 장치를 만듭니다. 저항기 매개변수의 원활한 조절은 어렵습니다. 감쇠를 변경하여 SWR을 조정해야 하며 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. 이러한 문제는 이득이 1보다 작은 증폭기를 사용하여 해결할 수 있습니다.
이러한 장치는 트랜지스터 또는 OU, 그러나 선형성의 문제가 있다. 넓은 주파수 범위에서 파형을 왜곡하지 않는 증폭기를 만드는 것은 쉽지 않습니다. 단계적 조절이 훨씬 더 널리 사용됩니다. 감쇠기가 직렬로 연결되고 약화가 합산됩니다. 필요한 회로는 분로됩니다(릴레이 접점 등).따라서 웨이브 저항을 변경하지 않고도 원하는 감쇠 계수를 얻을 수 있습니다.
SHPT(광대역 변압기)를 기반으로 하여 부드러운 조정으로 신호를 감쇠하는 장치 설계가 있습니다. 입력과 출력을 일치시키는 요구 사항이 낮은 경우 아마추어 통신 기술에 사용됩니다.
도파관에 구축된 감쇠기의 부드러운 조정은 기하학적 치수를 변경하여 달성됩니다. 광 감쇠기는 부드러운 감쇠 제어로 생산되지만 이러한 장치에는 렌즈, 광학 필터 등의 시스템이 포함되어 있기 때문에 설계가 다소 복잡합니다.
적용분야
감쇠기의 입력 및 출력 저항이 다른 경우 감쇠 기능 외에도 정합 장치 역할을 할 수 있습니다. 따라서 75옴과 50옴의 케이블을 연결해야 하는 경우 적절하게 계산된 케이블을 그 사이에 끼우고 정규화된 감쇠와 함께 매칭 정도를 보정할 수도 있습니다.
수신 장비에서 감쇠기는 강력한 스퓨리어스 방사로 입력 회로에 과부하가 걸리는 것을 방지하는 데 사용됩니다. 경우에 따라 약한 희망 신호와 동시에 간섭 신호를 감쇠하면 상호 변조 간섭 수준을 줄여 수신 품질을 향상시킬 수 있습니다.
측정 기술에서 감쇠기를 디커플링으로 사용할 수 있습니다. 이는 참조 신호 소스에 대한 부하의 영향을 줄입니다. 광 감쇠기는 광섬유 통신 라인용 트랜시버 장비를 테스트하는 데 널리 사용됩니다.그들의 도움으로 실제 회선의 감쇠가 모델링되고 안정적인 통신의 조건과 경계가 결정됩니다.
오디오 기술에서 감쇠기는 전력 제어 장치로 사용됩니다. 전위차계와 달리 전력 손실이 적습니다. 웨이브 저항은 중요하지 않고 감쇠만 중요하기 때문에 여기에서 부드러운 조정을 보장하는 것이 더 쉽습니다. 텔레비전 케이블 네트워크에서 감쇠기는 TV 입력의 과부하를 제거하고 수신 조건에 관계없이 전송 품질을 유지할 수 있도록 합니다.
가장 복잡한 장치가 아니기 때문에 감쇠기는 무선 주파수 회로에서 가장 광범위한 응용 분야를 찾아 다양한 문제를 해결할 수 있습니다. 마이크로파 및 광 주파수에서 이러한 장치는 다르게 구축되며 복잡한 산업 단위입니다.
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