Langaton viestintätekniikka on avannut tietä erittäin mielenkiintoisille keksinnöille. Se tunnetaan myös nimellä 'over the air' -viestintä. Tämä tekniikka teki mobiilista ja planeettojen välinen viestintä todellisuus. Ensimmäinen vuonna 1880 keksitty matkaviestin oli ”Photophone”. Se käytti auringonvaloa äänen siirtämiseen pisteestä toiseen. Televiestintäjärjestelmissä jonkinlaista energiaa, kuten radioaaltoja tai akustista energiaa, käytetään tiedon siirtämiseen paikasta toiseen. Täällä ei käytetä johtoja, ja etenemisväliaine on yleensä ilmaa. Tällä tekniikalla on joitain haasteita, jotka heikentävät sen tehokkuutta ja luotettavuutta. Yksi tällainen haaste on vaimennus. Vaimennukseen käytetty laite on vaimennin.
Mikä on vaimennin?
Signaalit lähetetään paikasta toiseen tietovälineen kautta. Nämä signaalit voivat olla datasignaaleja, jännitesignaaleja, virtasignaaleja jne. Kun signaalin kulkema etäisyys kasvaa, signaalin voimakkuus pienenee vähitellen. Tätä asteittaista signaalin voimakkuuden menetystä väliaineen kautta kutsutaan vaimennukseksi.
Vaikka tätä ilmiötä pidetään haasteena signaalien kaukoliikenteelle, sen on havaittu olevan hyödyllinen monissa muissa tehtävissä. Laitetta, joka on suunniteltu vähentämään signaalien tehoa häiritsemättä sen aaltomuotoa, kutsutaan vaimennimeksi.
Vaimenninta käytetään paljon jälkeen signaaligeneraattoripiirit . Se auttaa vaimentamaan tai vähentämään korkean tason signaalien voimakkuutta ennen niiden käyttämistä Antennipiirit . Vaimennin on kaksisatamainen elektroninen laite, joka on suunniteltu käyttämällä vastukset heikentää tai vaimentaa signaalia. Vaimentimet ovat passiivisia piirejä, ne toimivat ilman virtalähdettä. Niitä on saatavana sekä kiinteänä vaimennimena kiinteällä vaimennustasolla että jatkuvasti muuttuvana vaimennimena. Toisin kuin vahvistimien vahvistusprosentti, vaimennin antaa häviöprosentin. Vaimennuksen määrä mitataan desibeleinä.
Vaimentimen suunnittelu
Vaimentimet ovat passiivisia kahden portin elektronisia piirejä. Nämä on suunniteltu puhtaasti vastuksilla. Tässä vastukset on järjestetty a: ksi jännitteenjakaja verkkoon. Vaimentimen rakenne riippuu laitteiden välisten liitäntäjohtojen viivageometriasta. Linjan tasapainon tai epätasapainon mukaan linjan kanssa käytettävien vaimentimien on oltava tasapainossa tai epätasapainossa. Koaksiaalilinjojen kanssa käytettävät vaimentimet ovat epätasapainossa. Kierrettyjen parien kanssa käytettävät vaimentimet ovat tasapainoisia.
Vaimenninpiiri on sekä lineaarinen että vastavuoroinen sovelluksen perusteella, vaimennin voi olla yksisuuntainen tai kaksisuuntainen. Kun vaimenninpiiri tehdään symmetriseksi, tuloportin ja lähtöportin välillä ei ole eroa. Tällöin vasemmanpuoleista porttia pidetään pääsääntöisesti syötteenä ja oikeaa porttia ulostulona.
Vaimentimia löytyy myös sisäänrakennetuista piireistä signaaligeneraattoreissa sekä erillisistä piireistä. Erilliset vaimentimet sijoitetaan sarjaan signaalilähteen ja kuormituspiirin väliin signaalitielle. Tällöin vaimennuksen tarjoamisen lisäksi sen on vastattava lähteen impedanssia ja kuormitusimpedanssia. Vaimentimet löytyvät radioviestinnästä ja siirtolinjoista vähentämään signaalin tehoa.
Vaimentimen tyypit
Vaimentimia on saatavana sekä kiinteinä että säädettävinä vaimentimina. Kiinteät vaimennusverkot tunnetaan vaimennuslevyinä. Nämä ovat käytettävissä tietyille arvoille välillä 0dB - 100dB. Vaimentimia esiintyy yleisesti radiotaajuus- ja optisissa sovelluksissa. Radiotaajuusvaimentimia käytetään elektronisissa piireissä, kun taas optiset vaimentimet löytävät sovelluksia kuituoptiikasta.
Harvat yleisimmät vaimenninasettelut ovat T-kokoonpano, pI-konfiguraatio ja L-konfiguraatio. Nämä kokoonpanot ovat epätasapainoisia. Tasapainoinen T-konfiguraation tyyppi ja pI-konfiguraatio on merkitty vastaavasti H-konfiguraatioksi, O-konfiguraatioksi. Tasapainotettu tyyppi on symmetrinen piiri, kun taas epätasapainotyypit ovat epäsymmetrisiä piirejä.
T-kokoonpanon vaimennin
Vaimentimen RF-pohjainen rakenne on kuusi tyyppiä. Ne ovat Kiinteä tyyppi, Vaihe tyyppi, Jatkuvasti vaihteleva tyyppi, Ohjelmoitava tyyppi, DC-esijännitetyyppi ja DC-estotyyppi.
Kiinteä tyyppi
Kiinteän tyyppisissä vaimentimissa vastusverkko on lukittu ennalta määrätylle vaimennusarvolle. Ne asetetaan signaalireitille lähetetyn signaalin tehon vaimentamiseksi. Ne voivat olla yksisuuntaisia tai kaksisuuntaisia niiden sovellustarpeiden perusteella. Näitä voi olla saatavana joko pinta-asennus-, aaltojohdin- tai koaksiaalityyppeinä. Sirupohjaisessa suunnittelussa lämmönjohtavalle alustalle kerrostuneet erityyppiset materiaalit kehittävät vastustuskykyä. Tämä vastusarvo riippuu lastun mitoista ja lastun tuotantoon käytetyistä materiaaleista.
Vaimennin Pi-kokoonpanolla
Vaiheen tyyppi
Nämä vaimennimet ovat samanlaisia kuin kiinteät vaimentimet. Mutta tässä tyypissä on painike säätää vaimennusarvoja. Nämä tarjoavat vaimennusarvot vain esikalibroiduista vaiheista. Sovelluksesta riippuen vaimenninta voidaan käyttää joko siru-, aaltojohdin- tai koaksiaalimuodossa.
Jatkuvasti vaihteleva tyyppi
Jatkuvasti muuttuvassa tyypissä vaimennusarvo voidaan muuttaa manuaalisesti mihin tahansa määritetyn alueen vaimennusarvoon. Tässä tyypissä vaimenninverkossa olevat vastukset palautetaan puolijohdelementeillä, esimerkiksi MOSFET- tai PIN-diodilla. Passiiviseen vastusverkkoon verrattuna FET-laitteiden jännitettä muuttamalla vaimennusta voidaan muuttaa suuremmalla resoluutiolla. Tässä on mahdollista säätää vaimennusta joko manuaalisesti tai elektronisten signaalien avulla.
Ohjelmoitava tyyppi
Tätä tyyppiä kutsutaan yleisesti myös nimellä 'Digital step vaimennin'. Tätä komponenttia ohjataan tietokoneohjatulla ulkoisella ohjaussignaalilla. Näitä ohjataan TTL-logiikkapiireillä, joiden askelkokoalue on esimerkiksi 2,4,6, ……, 32. Jos tämän vaimennimen kautta käytetyn jännitteen havaitaan olevan pienempi kuin 1 V, logiikkataso 0 saavutetaan. 3 V: n ja sitä korkeammille jännitteille annetaan logiikkataso 1. Yllä olevia logiikkatasoja käytetään ohjaamaan yksinapaisia ja kaksoisheittokytkimiä, jotka yhdistävät useita vaimennimia signaalireitillä. Tämä tyyppi on saatavana myös USB-malleissa asennetun ohjelmiston kanssa.
DC-esijännitetyyppi
Tämän tyyppisellä vaimennimella on kapasitanssi sekä laitteen tulo- että lähtöportissa, joka estää tasajännitteet. Siten RF-signaalien vaimentamisen lisäksi tämä tyyppi välittää DC-signaalit.
DC-estotyyppi
Tämä tyyppi on samanlainen kuin DC Bias -tyyppi. Ainoa ero näiden kahden välillä on tapa, jolla DC-signaali on täysin estetty ilman, että vaihtoehtoinen polku kulkisi kohti lähtöporttia.
Optiset vaimentimet
Nämä ovat samanlaisia kuin RF-vaimennin, mutta sähköisten signaalien sijaan ne vaimentavat valoaaltoja. Tämä vaimennin absorboi tai haihtaa valoa vaimennusarvojen mukaan muuttamatta aaltomuotoa. Samoin kuin RF-vaimentimet, myös optiset vaimentimet on suunniteltu kiinteiksi, muuttuviksi, ohjelmoitaviksi jne. Ne suunnitellaan sovelluksen vaatimusten perusteella. Kiinteät optiset vaimentimet käyttävät seostettuja kuituja levittämään syötteenä annettua valoa. Vaihtelevat ja ohjelmoitavat optiset vaimentimet liittyvät läheisesti RF-muuttuviin ja RF-ohjelmoitaviin vaimentimiin.
Vaimennus verkkotoiminnassa
Vaimennus on signaalin voimakkuuden väheneminen. Tämä löytyy sekä analogisista että digitaalisista signaaleista. Vaimennus mitataan desibeleinä. Valokuitukaapeleissa vaimennus mitataan desibelien määränä jalkaa kohden. Kaapelia, jolla on vähemmän vaimennusta etäisyyden yksikköä kohti, pidetään tehokkaampana.
Vaimennus näkyy viestintäjärjestelmissä, kun signaaleja lähetetään pitkiä matkoja. Tietokoneverkon yhteydessä vaimennus on tiedonsiirron tai datasignaalien voimakkuuden menetys, kun ne lähetetään pitkiä matkoja. Kun vaimennusnopeus pienenee, lähetetty data vääristyy. Tietoverkon vaimennuksen pääasialliset syyt ovat
- Alue - Sekä langallisessa että langattomassa viestinnässä, kun signaali lähetetään pitkiä matkoja, signaalin voimakkuus vähenee vähitellen.
- Häiriöt Kaikenlaiset häiriöt, kuten fyysiset esteet, vähentävät lähetettyjen signaalien voimakkuutta.
Tyypilliset arvot linjan vaimennukselle DSL-verkossa vaihtelevat välillä 5dB - 50dB. Tässä vaimennus mitataan signaalin häviönä palveluntarjoajan tukiaseman ja kodin välillä. Pienennä vaimennuksen arvoa parempaan signaalin laatuun. Wi-Fi-verkoissa havaitaan dynaamista nopeuden skaalausta. Tämä säätää automaattisesti yhteyden suurinta datataajuutta ylös tai alas linjan lähetyslaadun mukaan.
Vaimentimien sovellukset
Jotkut vaimentimien merkittävistä sovelluksista ovat seuraavat:
- Vaimentimia käytetään äänenvoimakkuuden säätölaitteina lähetysasemilla.
- Testaustarkoituksiin laboratorioissa pienempien jännitesignaalien saamiseksi käytetään vaimennimia.
- Kiinteitä vaimentimia käytetään parantamaan impedanssin sovitusta piireissä.
- Niitä käytetään suojaamaan piirejä suurjännitearvojen aiheuttamilta vaurioilta.
- RF-vaimentimia käytetään tehon suojaavaan hajaantumiseen RF-signaalien mittauksessa.
- Optisia vaimentimia käytetään valokuituliikenteessä lähettimen ja vastaanottimen tasojen sopimiseksi oikein.
UKK
1). Mitä RF-vaimennin tekee?
Järjestelmien protestoimiseksi piirin käsittelemiseksi liian suurien suurtehosignaalien aiheuttamilta vaurioilta RF-vaimentimet auttavat vähentämään tulosignaalin amplituditasoa.
2). Mikä on passiivinen vaimennin?
Passiivinen vaimennin on vaimenninpiiri, joka koostuu puhtaasti vastuksista. Tämä piiri ei vaadi virtalähdettä toimiakseen.
3). Kuinka vaimennus mitataan?
Vaimennus mitataan desibelin yksikköinä väliaineen pituuden yksikköä kohti.
4). Mikä on optisten kuitujen vaimennuksen syy?
Optisissa kuiduissa vaimennuksen kaksi pääasiallista syytä ovat absorptio ja sironta.
5). Mitä vaimenninta käytetään TV-signaaleihin?
Vaimennin, jota käytetään TV-signaaleihin säätämään signaalin tehoa ja vähentämään häiriöitä.
Vaimennin auttaa vähentämään signaalitasoja. Tässä laitteen tehohäviö riippuu sen verkossa käytetyn vastusmateriaalin pinta-alasta ja massasta. Jotkut RF-vaimentimen tärkeistä ominaisuuksista ovat sen tarkkuus, matala SWR, tasataajuinen vaste ja toistettavuus.
