एटेन्यूएटर क्या है, यह कैसे काम करता है और इसका उपयोग कहां किया जाता है

इलेक्ट्रॉनिक सर्किट विकसित करते समय, आमतौर पर संकेतों को बढ़ाने की समस्या को हल करना आवश्यक होता है - उनके आयाम या शक्ति को बढ़ाना। लेकिन ऐसी स्थितियां हैं जब सिग्नल स्तर की आवश्यकता होती है, इसके विपरीत, कमजोर होना। और यह कार्य उतना सरल नहीं है जितना पहली नज़र में लगता है।

एटेन्यूएटर क्या है और यह कैसे काम करता है

एक एटेन्यूएटर जानबूझकर और सामान्य रूप से एक इनपुट सिग्नल के आयाम या शक्ति को उसके आकार को विकृत किए बिना कम करने के लिए एक उपकरण है।

रेडियो फ्रीक्वेंसी रेंज में प्रयुक्त एटेन्यूएटर्स के संचालन का सिद्धांत - प्रतिरोधों या कैपेसिटर के साथ वोल्टेज विभक्त. इनपुट सिग्नल को प्रतिरोधों के बीच प्रतिरोधों के अनुपात में वितरित किया जाता है। सबसे सरल उपाय दो प्रतिरोधों का विभक्त है। इस तरह के एटेन्यूएटर को एल-आकार (विदेशी तकनीकी साहित्य में - एल-आकार) कहा जाता है। इस असंतुलित डिवाइस का कोई भी पक्ष इनपुट और आउटपुट के रूप में काम कर सकता है।जी-एटेन्यूएटर की एक विशेषता इनपुट और आउटपुट का मिलान करते समय निम्न स्तर का नुकसान है।

एल के आकार का एटेन्यूएटर

एटेन्यूएटर्स के प्रकार

व्यवहार में, जी-एटेन्यूएटर का उपयोग इतनी बार नहीं किया जाता है - मुख्य रूप से इनपुट और आउटपुट प्रतिरोधों से मेल खाने के लिए। पी-टाइप डिवाइस (विदेशी साहित्य में पाई - लैटिन अक्षर से) और टी-टाइप डिवाइस सिग्नल के सामान्यीकृत क्षीणन के लिए अधिक व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं। यह सिद्धांत आपको समान इनपुट और आउटपुट प्रतिबाधा वाले डिवाइस बनाने की अनुमति देता है (लेकिन, यदि आवश्यक हो, तो आप अलग-अलग उपयोग कर सकते हैं)।

आंकड़ा असंतुलित उपकरणों को दर्शाता है। स्रोत और भार को असंतुलित लाइनों - समाक्षीय केबल, आदि के साथ उनसे जोड़ा जाना चाहिए। किसी भी दिशा से।

संतुलित लाइनों (मुड़ जोड़ी, आदि) के लिए, संतुलित सर्किट का उपयोग किया जाता है - उन्हें कभी-कभी एच- और ओ-टाइप एटेन्यूएटर कहा जाता है, हालांकि ये पिछले उपकरणों की विविधताएं हैं।

एक (दो) प्रतिरोधों को जोड़कर, एटेन्यूएटर टी- (एच-) प्रकार पुल वाले में परिवर्तित हो जाते हैं।

कनेक्शन के लिए कनेक्टर्स के साथ पूर्ण उपकरणों के रूप में उद्योग द्वारा एटेन्यूएटर्स का उत्पादन किया जाता है, लेकिन उन्हें एक सामान्य सर्किट के हिस्से के रूप में एक मुद्रित सर्किट बोर्ड पर भी बनाया जा सकता है। प्रतिरोधक और कैपेसिटिव एटेन्यूएटर्स के पास एक गंभीर प्लस है - उनमें गैर-रैखिक तत्व नहीं होते हैं, जो सिग्नल को विकृत नहीं करते हैं और स्पेक्ट्रम में नए हार्मोनिक्स की उपस्थिति और मौजूदा लोगों के गायब होने की ओर नहीं ले जाते हैं।

प्रतिरोधक के अलावा, अन्य प्रकार के एटेन्यूएटर भी हैं। औद्योगिक प्रौद्योगिकी में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है:

• सीमा और ध्रुवीकरण एटेन्यूएटर्स - वेवगाइड के डिजाइन गुणों के आधार पर;
• एटेन्यूएटर्स को अवशोषित करना - सिग्नल क्षीणन विशेष रूप से चयनित सामग्रियों द्वारा शक्ति अवशोषण का कारण बनता है;
• ऑप्टिकल एटेन्यूएटर्स;

इस प्रकार के उपकरणों का उपयोग माइक्रोवेव प्रौद्योगिकी और प्रकाश आवृत्ति रेंज में किया जाता है। कम और रेडियो आवृत्तियों पर, प्रतिरोधों और कैपेसिटर पर आधारित एटेन्यूएटर्स का उपयोग किया जाता है।

मुख्य विशेषताएं

एटेन्यूएटर्स के गुणों को निर्धारित करने वाला मुख्य पैरामीटर क्षीणन गुणांक है। इसे डेसिबल में मापा जाता है। यह समझने के लिए कि क्षीणन परिपथ से गुजरने के बाद सिग्नल का आयाम कितनी बार घटता है, गुणांक को डेसिबल से कई बार पुनर्गणना करना आवश्यक है। एन डेसिबल द्वारा सिग्नल आयाम को कम करने वाले डिवाइस के आउटपुट पर, वोल्टेज एम गुना कम होगा:

एम = 10^(एन/20) (शक्ति के लिए - एम = 10^(एन/10)) .

रिवर्स गणना:

एन = 20⋅लॉग₁₀(एम) (शक्ति एन = 10⋅लॉग . के लिए)₁₀(एम))।

तो, कोसल \u003d -3 डीबी के साथ एक एटेन्यूएटर के लिए (गुणांक हमेशा नकारात्मक होता है, क्योंकि मान हमेशा घटता है), आउटपुट सिग्नल में मूल से 0.708 का आयाम होगा। और अगर आउटपुट आयाम मूल आयाम से दो गुना कम है, तो कोसल लगभग -6 डीबी के बराबर है।

मानसिक गणना के लिए सूत्र काफी जटिल हैं, इसलिए ऑनलाइन कैलकुलेटर का उपयोग करना बेहतर है, जिनमें से इंटरनेट पर बहुत सारे हैं।

समायोज्य उपकरणों (चरणबद्ध या चिकनी) के लिए, समायोजन सीमाएं इंगित की जाती हैं।

एक अन्य महत्वपूर्ण पैरामीटर इनपुट और आउटपुट पर तरंग प्रतिबाधा (प्रतिबाधा) है (वे समान हो सकते हैं)। यह प्रतिरोध स्थायी तरंग अनुपात (एसडब्ल्यूआर) जैसी विशेषता से जुड़ा है - यह अक्सर औद्योगिक उत्पादों पर इंगित किया जाता है। विशुद्ध रूप से प्रतिरोधक भार के लिए, इस गुणांक की गणना सूत्र द्वारा की जाती है:

• SWR=ρ/R यदि ρ>R, जहां R भार प्रतिरोध है और ρ रेखा की तरंग प्रतिबाधा है।
• एसडब्ल्यूआर = आर / ρ अगर <आर।

SWR हमेशा 1 से अधिक या उसके बराबर होता है। यदि R=ρ, तो सारी शक्ति लोड में स्थानांतरित हो जाती है। इन मूल्यों में जितना अधिक अंतर होगा, नुकसान उतना ही अधिक होगा।तो, एसडब्ल्यूआर = 1.2 के साथ, 99% बिजली लोड तक पहुंच जाएगी, और एसडब्ल्यूआर = 3 के साथ - पहले से ही 75%। 75 ओम एटेन्यूएटर को 50 ओम केबल (या इसके विपरीत) से जोड़ने पर, SWR = 1.5 और नुकसान 4% होगा।

उल्लेख करने के लिए अन्य महत्वपूर्ण विशेषताएं:

• ऑपरेटिंग आवृत्ति रेंज;
• अधिकतम शक्ति।

सटीकता के रूप में ऐसा पैरामीटर भी महत्वपूर्ण है - इसका मतलब नाममात्र से क्षीणन का स्वीकार्य विचलन है। औद्योगिक एटेन्यूएटर्स के लिए, विशेषताओं को मामले पर लागू किया जाता है।

कुछ मामलों में, डिवाइस की शक्ति महत्वपूर्ण है। जो ऊर्जा उपभोक्ता तक नहीं पहुंची है, वह एटेन्यूएटर तत्वों द्वारा नष्ट हो जाती है, इसलिए अधिभार को रोकना महत्वपूर्ण है।

विभिन्न डिज़ाइनों के प्रतिरोधक एटेन्यूएटर्स की मुख्य विशेषताओं की गणना के लिए सूत्र हैं, लेकिन वे बोझिल हैं और उनमें लॉगरिदम होते हैं। इसलिए, उनका उपयोग करने के लिए, आपको कम से कम एक कैलकुलेटर की आवश्यकता होती है। इसलिए, स्व-गणना के लिए विशेष कार्यक्रमों (ऑनलाइन सहित) का उपयोग करना अधिक सुविधाजनक है।

एडजस्टेबल एटेन्यूएटर्स

क्षीणन गुणांक और एसडब्ल्यूआर उन सभी तत्वों के मूल्य से प्रभावित होते हैं जो एटेन्यूएटर बनाते हैं, इसलिए इसके आधार पर डिवाइस बनाएं प्रतिरोधों मापदंडों के सुचारू विनियमन के साथ मुश्किल है। क्षीणन को बदलकर, SWR और इसके विपरीत को समायोजित करना आवश्यक है। 1 से कम लाभ वाले एम्पलीफायरों का उपयोग करके ऐसी समस्याओं को हल किया जा सकता है।

ऐसे उपकरण ट्रांजिस्टर पर बनाए जाते हैं या कहां, लेकिन रैखिकता की समस्या है। एक एम्पलीफायर बनाना आसान नहीं है जो व्यापक आवृत्ति रेंज पर तरंग को विकृत नहीं करता है। स्टेपवाइज रेगुलेशन का अधिक व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है - एटेन्यूएटर्स श्रृंखला में जुड़े होते हैं, उनका कमजोर होना जोड़ा जाता है। जिन परिपथों की आवश्यकता होती है उन्हें शंट किया जाता है (रिले संपर्क आदि)।तो वांछित क्षीणन गुणांक तरंग प्रतिरोध को बदले बिना प्राप्त किया जाता है।

स्टेप्ड एटेन्यूएटर

ब्रॉडबैंड ट्रांसफॉर्मर (एसएचपीटी) पर निर्मित, सुचारू समायोजन के साथ सिग्नल को क्षीण करने के लिए उपकरणों के डिज़ाइन हैं। उनका उपयोग शौकिया संचार प्रौद्योगिकी में उन मामलों में किया जाता है जहां इनपुट और आउटपुट के मिलान की आवश्यकताएं कम होती हैं।

सुचारू समायोजन के साथ ShPT एटेन्यूएटर।

वेवगाइड पर निर्मित एटेन्यूएटर्स की चिकनी ट्यूनिंग ज्यामितीय आयामों को बदलकर हासिल की जाती है। ऑप्टिकल एटेन्यूएटर्स भी सुचारू क्षीणन नियंत्रण के साथ निर्मित होते हैं, लेकिन ऐसे उपकरणों में एक जटिल डिजाइन होता है, क्योंकि उनमें लेंस, ऑप्टिकल फिल्टर आदि की एक प्रणाली होती है।

आवेदन क्षेत्र

यदि एटेन्यूएटर में अलग-अलग इनपुट और आउटपुट प्रतिरोध हैं, तो, क्षीणन फ़ंक्शन के अलावा, यह एक मिलान डिवाइस के रूप में कार्य कर सकता है। इसलिए, यदि आपको 75 और 50 ओम के केबल कनेक्ट करने की आवश्यकता है, तो आप उनके बीच एक उचित गणना की गई एक डाल सकते हैं, और सामान्यीकृत क्षीणन के साथ, आप मिलान की डिग्री को भी सही कर सकते हैं।

उपकरण प्राप्त करने में, शक्तिशाली नकली विकिरण के साथ इनपुट सर्किट को ओवरलोड करने से बचने के लिए एटेन्यूएटर्स का उपयोग किया जाता है। कुछ मामलों में, हस्तक्षेप करने वाले संकेत को क्षीण करना, यहां तक ​​कि एक कमजोर वांछित संकेत के रूप में, इंटरमॉड्यूलेशन हस्तक्षेप के स्तर को कम करके रिसेप्शन की गुणवत्ता में सुधार कर सकता है।

मापन तकनीक में, एटेन्यूएटर्स का उपयोग डिकूपिंग के रूप में किया जा सकता है - वे संदर्भ संकेत के स्रोत पर भार के प्रभाव को कम करते हैं। ऑप्टिकल एटेन्यूएटर्स का व्यापक रूप से फाइबर ऑप्टिक संचार लाइनों के लिए ट्रांसीवर उपकरण के परीक्षण में उपयोग किया जाता है।उनकी मदद से, एक वास्तविक रेखा में क्षीणन का मॉडल तैयार किया जाता है और स्थिर संचार की स्थितियों और सीमाओं को निर्धारित किया जाता है।

ऑडियो तकनीक में, एटेन्यूएटर्स का उपयोग पावर कंट्रोल डिवाइस के रूप में किया जाता है। पोटेंशियोमीटर के विपरीत, वे इसे कम बिजली हानि के साथ करते हैं। यहां सुचारू समायोजन सुनिश्चित करना आसान है, क्योंकि तरंग प्रतिरोध महत्वपूर्ण नहीं है - केवल क्षीणन मायने रखता है। टेलीविज़न केबल नेटवर्क में, एटेन्यूएटर टीवी इनपुट के ओवरलोडिंग को समाप्त करते हैं और आपको रिसेप्शन की स्थिति की परवाह किए बिना ट्रांसमिशन गुणवत्ता बनाए रखने की अनुमति देते हैं।

सबसे जटिल उपकरण नहीं होने के कारण, एटेन्यूएटर रेडियो फ्रीक्वेंसी सर्किट में सबसे व्यापक अनुप्रयोग पाता है और आपको विभिन्न समस्याओं को हल करने की अनुमति देता है। माइक्रोवेव और ऑप्टिकल आवृत्तियों पर, इन उपकरणों को अलग तरह से बनाया गया है, और ये जटिल औद्योगिक इकाइयाँ हैं।

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