什么是衰减器——设计、类型和应用
无线通信技术为非常有趣的发明铺平了道路。它也被称为“空中”通信。这项技术使移动和星际通信成为现实。第一部手机。。。
无线通信技术为非常有趣的发明铺平了道路。它也被称为“空中”通信。这项技术使移动和星际通信成为现实。1880年发明的第一种移动通信是“照相手机”。它利用阳光将音频从一个点传输到另一个点。在电信系统中，使用某种形式的能量，如无线电波或声能，将信息从一个地方传递到另一个地方。这里不使用电线，传播介质通常是空气。这项技术面临一些挑战，降低了其效率和可靠性。衰减就是其中一个挑战。用于衰减的设备是衰减器。
什么是衰减器？
信号通过介质从一个地方发送到另一个地方。这些信号可以是数据信号、电压信号、电流信号等。当信号行进的距离增加时，信号的强度逐渐减小。这种信号强度在介质中的逐渐损失称为衰减。
尽管这种现象被视为对信号远距离传输的挑战，但它在许多其他任务中也很有用。设计用于在不干扰信号波形的情况下降低信号功率的设备被称为“衰减器”。
衰减器在信号发生器电路之后被大量使用。它有助于在将高电平信号应用于天线电路之前衰减或降低高电平信号的强度。衰减器是一种双端口电子设备。它使用电阻器来削弱或衰减信号。衰减器是无源电路，它们在没有任何电源的情况下工作。这些既可以作为具有固定衰减水平的固定衰减器，也可以作为连续变化的衰减器。与放大器的增益百分比相反，衰减器给出的是损耗百分比。衰减量是以分贝为单位测量的。
衰减器的设计
衰减器是无源的两端口电子电路。这些纯粹是使用电阻器设计的。在这里，电阻器被布置为电压分压器网络。衰减器的设计取决于设备之间连接导线的线路几何形状。根据线路是平衡的还是不平衡的，与线路一起使用的衰减器需要是平衡的或不平衡的。同轴线使用的衰减器是不平衡形式。双绞线使用的衰减器为平衡形式。
衰减器电路根据应用情况既有线性也有倒数，衰减器可以是单向的，也可以是双向的。当衰减器电路对称时，输入端口和输出端口之间不会有差异。在这种情况下，通常将左端口视为输入，将右端口视为输出。
衰减器也被发现作为信号发生器中的内置电路以及独立电路。独立衰减器串联放置在信号源和信号路径上的负载电路之间。在这种情况下，除了提供衰减外，它还必须匹配源阻抗和负载阻抗。衰减器存在于无线电通信和传输线路中，以降低信号的功率。
衰减器类型
衰减器有固定衰减器和可调衰减器两种。固定衰减器网络被称为“衰减器垫”。这些可用于0dB到100dB的特定值。衰减器常见于射频和光学应用中。射频衰减器用于电子电路，而光学衰减器在光纤中有应用。
衰减器的几种常见布局是-T配置、pI配置和L配置。这些配置属于不平衡类型。平衡型的T构型和pI构型分别表示为“H”构型和“O”构型。平衡型是对称电路，而不平衡型是非对称电路。
基于射频的衰减器设计有六种类型。它们有固定型、步进型、连续可变型、可编程型、直流偏置型和直流阻塞型。
固定类型
在固定型衰减器中，电阻器网络被锁定在预定的衰减值。这些被放置在信号路径中，以衰减发射信号的功率。根据应用需求，这些可以是单向的，也可以是双向的。这些可以是表面安装型、波导型或同轴型。在基于芯片的设计中，沉积在导热基底上的不同类型的材料会产生电阻。该电阻值取决于芯片的尺寸和用于芯片生产的材料。
步骤类型
这些衰减器类似于固定衰减器。但在这种类型中，提供了一个按钮来调整衰减值。这些仅提供来自预校准步骤的衰减值。根据应用情况，衰减器可以采用芯片、波导或同轴形式。
连续可变类型
在连续可变类型中，衰减值可以手动更改为给定指定范围内的任何衰减值。在这种类型中，衰减器网络中存在的电阻器通过固态元件恢复，例如MOSFET或PIN二极管。与无源电阻网络相比，通过改变FET器件中的电压，可以以更高的分辨率改变衰减。在这里，可以使用手动或借助于电子信号来改变衰减。
可编程类型
这种类型也被普遍称为“数字步进衰减器”。该部件由计算机驱动的外部控制信号控制。这些由具有步长范围的TTL逻辑电路控制，例如2,4,6、……、32。如果发现该衰减器两端施加的电压小于1V，则达到逻辑电平0。对于3V及更高的电压，给出逻辑电平1。上述逻辑电平用于控制连接信号路径上的多个衰减器的单极和双掷开关。这种类型也可用于带有已安装软件的USB设计。
直流偏置类型
这种类型的衰减器在阻断直流电压的设备的输入端口和输出端口都有电容。因此，除了衰减RF信号之外，这种类型的信号还通过DC信号。
直流阻塞类型
这种类型类似于直流偏置类型。这两者之间的唯一区别是直流信号被完全阻断的方式，而没有任何通向输出端口的替代路径。
光学衰减器
这些类似于RF衰减器，但不是电信号，而是衰减光波。该衰减器根据衰减值吸收或耗散光，而不改变波形。与射频衰减器类似，光学衰减器也设计为固定、可变、可编程等。这些都是根据应用要求设计的。固定光学衰减器使用掺杂光纤来分散作为输入的光。可变和可编程光学衰减器与RF可变和RF可编程衰减器密切相关。
网络中的衰减
衰减是指信号强度的降低。这可以在模拟和数字信号中找到。衰减以分贝为单位。在光纤电缆中，衰减是以每英尺分贝的数量来测量的。每单位距离衰减较小的电缆被认为更有效。
当信号在长距离上传输时，在通信系统中可以看到衰减。在计算机网络环境中，衰减是指长距离传输时通信或数据信号强度的损失。随着衰减率的降低，传输的数据变得更加失真。计算机网络衰减的主要原因是-
- 范围-在有线和无线通信中，当信号在长距离上传输时，信号的强度逐渐降低。
- 干扰-任何形式的干扰，如物理障碍物，都会降低传输信号的强度。
DSL网络上线路衰减的典型值范围从5dB到50dB。这里，衰减被测量为提供商的接入点和家庭之间的信号损耗。衰减值越低，信号质量越好。对于Wi-Fi网络，可以观察到动态速率缩放。这会根据线路的传输质量自动向上或向下调整连接的最大数据速率。
衰减器的应用
衰减器的一些显著应用如下-
- 衰减器被用作广播电台的音量控制设备。
- 为了在实验室中进行测试，为了获得较小的电压信号，使用了衰减器。
- 固定衰减器用于改善电路中的阻抗匹配。
- 这些用于保护电路免受高电压值造成的损坏。
- RF衰减器用于测量RF信号时的功率保护性耗散。
- 光衰减器应用于光纤通信中，以正确匹配发射机和接收机电平。
常见问题解答
1). 射频衰减器的作用是什么？
为了使系统免受电路无法处理的高功率信号造成的损坏，RF衰减器有助于降低输入信号的振幅水平。
2). 什么是无源衰减器？
无源衰减器是一种纯粹由电阻器组成的衰减器电路。此电路不需要任何电源即可工作。
3). 衰减是如何测量的？
衰减是以介质单位长度的分贝为单位来测量的。
4). 光纤衰减的原因是什么？
在光纤中，衰减的两个主要原因是吸收和散射。
5). 衰减器对电视信号有什么用途？
用于电视信号的衰减器，用于调整信号功率和减少干扰。
衰减器有助于降低信号电平。这里，器件的功耗取决于其网络中使用的电阻器材料的表面积和质量。射频衰减器的一些重要特性是其精度、低SWR、平坦的频率响应和可重复性。