для чего служит аттенюатор
Аттенюатор (измерительный)
Аттенюатор (измерительный)
Аттенюа́тор (от франц. attenuer смягчить, ослабить) — устройство для плавного, ступенчатого или фиксированного понижения интенсивности электрических или электромагнитных колебаний, как средство измерений является мерой ослабления электромагнитного сигнала, но одновременно, его можно рассматривать и как измерительный преобразователь.
Содержание
Классификация и обозначения
Классификация
Обозначения по ГОСТ 15094
Аттенюаторы радиодиапазона
Резисторные и емкостные аттенюаторы
Сигнал в резисторных и емкостных аттенюаторах ослабляется с помощью соответственно резистивного или емкостного делителя.
Поляризационные аттенюаторы
Поляризационный аттенюатор представляет собой отрезок волновода круглого сечения с помещенной внутри поглощающей пластиной, положение которой относительно направления поляризации сигнала можно менять.
Предельные аттенюаторы
Принцип действия предельных аттенюаторов основан на затухании электромагнитных волн внутри волновода при длине волны больше критической.
Поглощающие аттенюаторы
Принцип действия поглощающего аттенюатора основан на затухании электромагнитных волн в поглощающих материалах.
Основные нормируемые характеристики радиоизмерительных аттенюаторов
Оптические аттенюаторы
Принцип действия оптических аттенюаторов
Работа оптического аттенюатора основана на изменении оптических потерь при введении между торцами световодов поглощающих фильтров. Для согласования излучающего и приемного торцов световодов применяются согласующие узлы, коллимирующие и фокусирующие излучение.
Основные нормируемые характеристики оптических аттенюаторов
Литература и документация
Литература
Нормативно-техническая документация
Ссылки
См. также
Полезное
Смотреть что такое «Аттенюатор (измерительный)» в других словарях:
аттенюатор измерительный — Узел ультразвукового дефектоскопа, служащий для измерения отношения амплитуд сигналов, выражаемого обычно в децибелах. [Система неразрушающего контроля. Виды (методы) и технология неразрушающего контроля. Термины и определения (справочное… … Справочник технического переводчика
Аттенюатор — (фр. attenuer смягчить, ослабить) устройство для плавного, ступенчатого или фиксированного понижения интенсивности электрических или электромагнитных колебаний, как средство измерений является мерой ослабления электромагнитного… … Википедия
Измерительный генератор — (генератор сигналов, от лат. generator производитель) мера для воспроизведения электромагнитного сигнала (синусоидального, импульсного, шумового или специальной формы). Генераторы применяются для проверки и настройки радиоэлектронных… … Википедия
Ослабление (электромагнитного сигнала) — Ослабление величина, выражающая в логарифмическом виде понижение мощности сигнала (радио или оптического). Ослабление равно логарифму отношений исходной мощности к уменьшенной, основание логарифма зависит от выбранной единицы. Ослабление является … Википедия
Мера физической величины — (мера величины, мера) средство измерений в виде какого либо тела, вещества или устройства, предназначенное для воспроизведения и хранения физической величины одного или нескольких заданных размеров, значения которых выражены в установленных … Википедия
измерения — 3.8.37 измерения : Нахождение значения физической величины опытным путем с помощью технических средств, имеющих нормированные метрологические свойства. Источник: СТО Газпром 2 2.3 141 2007: Энергохозяйство ОАО «Газпром». Термины и… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Измерения в мно гомодовом режиме радиоколебаний радиопередатчика, согласованного с нагрузкой во всем диапазоне частот — 7.5 Измерения в мно гомодовом режиме радиоколебаний радиопередатчика, согласованного с нагрузкой во всем диапазоне частот 7.5.1 Структурная схема измерений приведена на рисунке 4. 7.5.2 Проводят калибровку по 7.2 и проверку достаточности… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Требования — 5.2 Требования к вертикальной разметке 5.2.1 На поверхность столбиков, обращенную в сторону приближающихся транспортных средств, наносят вертикальную разметку по ГОСТ Р 51256 в виде полосы черного цвета (рисунки 9 и 10) и крепят световозвращатели … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Требования к средствам измерения и контроля — 4.1. Требования к средствам измерения и контроля 4.1.1. Общие требования 4.1.1.1. Используемая измерительная аппаратура должна перекрывать весь диапазон частот, используемый в морской подвижной службе и подвергаемый контролю. Допускается… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
ГОСТ Р 50842-95: Совместимость радиоэлектронных средств электромагнитная. Устройства радиопередающие народнохозяйственного применения. Требования к побочным радиоизлучениям. Методы измерения и контроля — Терминология ГОСТ Р 50842 95: Совместимость радиоэлектронных средств электромагнитная. Устройства радиопередающие народнохозяйственного применения. Требования к побочным радиоизлучениям. Методы измерения и контроля оригинал документа: 7.5… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Аттенюаторы
Аттенюаторы – это пассивные устройства, но их удобнее рассматривать вместе с децибелами. Аттенюаторы используются для ослабления сигнала, например, для уменьшения высокого уровня сигнала генератора для обеспечения низкого уровня, необходимого для подачи на антенный вход чувствительного радиоприемника (рисунок ниже). Аттенюатор может быть, как встроен в генератор сигналов, так и быть отдельным устройством. Он может обеспечивать фиксированный или регулируемый уровень ослабления. Секция аттенюатора может также обеспечивать изоляцию между источником и проблемной нагрузкой.
В случае, когда аттенюатор является отдельным устройством, он должен быть помещен между источником сигнала и нагрузкой в разрыв пути прохождения сигнала, как показано на рисунке выше. Кроме того, его импеданс должен совпадать и с импедансом источника Zi, и с импедансом нагрузки Zн, обеспечивая при этом указанную величину затухания. В этом разделе мы рассмотрим только конкретный, и самый распространенный, случай, когда выходное сопротивление источника и сопротивление нагрузки равны.
Наиболее распространенные типы аттенюаторов – секции Т и П типа.
Когда необходимо больше ослабить сигнал, несколько секций аттенюатором можно включить каскадно, как показано на рисунке ниже.
Децибелы
Отношения напряжений, используемые при разработке аттенюаторов, часто выражаются в децибелах. Безразмерный коэффициент ослабления напряжения (далее К) может быть получен из ослабления, выраженного в децибелах. Коэффициенты отношения мощностей, выраженные в децибелах, складываются. Например, аттенюатор 10 дБ, следующий за аттенюатором 6 дБ, обеспечит общее затухание 16 дБ.
10 дБ + 6 дБ = 16 дБ
Замечаемое изменение уровней звука примерно пропорционально логарифму отношения мощностей (Pвх/Pвых).
Изменение уровня звука на 1 дБ едва заметно для слушателя, в то время, как 2 дБ замечается легко. Ослабление на 3 дБ соответствует уменьшению мощности наполовину, а усиление на 3 дБ соответствует удвоению уровня мощности.
Изменение мощности в децибелах и отношение мощностей связаны формулой:
Предполагая, что нагрузка Rвх для Pвх такая же, как и резистор Rвых для Pвых (Rвх = Rвых), значения в децибелах могут быть получены из отношений напряжений (Uвх/Uвых) и токов (Iвх/Iвых):
Наиболее часто используются две формулы для децибелов:
Пример
Мощность на входе аттенюатора 10 ватт, мощность на выходе 1 ватт. Найти ослабление в децибелах.
\(dB= 10 \log_<10>(P_ <вх>/ P_<вых>) = 10 \log_ <10>(10 /1) = 10 \log_ <10>(10) = 10 (1) = 10\, дБ\)
Пример
Найти коэффициент ослабления напряжения ( K=(Uвх/Uвых) ) для аттенюатора 10 дБ.
Пример
Мощность на входе аттенюатора 100 милливатт, мощность на выходе 1 милливатт. Найти ослабление в дБ.
\(dB = 10 \log_<10>(P_ <вх>/ P_<вых>) = 10 \log_ <10>(100 /1) = 10 \log_ <10>(100) = 10 (2) = 20\, дБ\)
Пример
Найти коэффициент ослабления напряжения ( K=(Uвх/Uвых) ) для аттенюатора 20 дБ.
Аттенюатор Т-типа
Аттенюаторы Т и П типа подключаются к комплексным сопротивлениям Z источника и Z нагрузки. Z со стрелкой, направленной от аттенюатора, на рисунке ниже означает импеданс аттенюатора. Z со стрелкой, направленной на аттенюатор, означает, что к аттенюатору с сопротивлением Z подключается устройство с сопротивлением Z, в нашем случае Z = 50 Ом. Данное сопротивление постоянно (50 Ом) по отношению к ослаблению – при изменении ослабления импеданс не меняется.
В таблицах ниже приведены списки номиналов резисторов для аттенюаторов Т и П типа при одинаковых импедансах источника и нагрузки, равных 50 Ом, обычно используемых при работе на радиочастотах.
Телефонное оборудование и другая звуковая техника часто требует использования 600 Ом. Умножьте все значения R на отношение (600/50), чтобы аттенюатор соответствовал требованиям 600-омной техники. Умножение на 75/50 преобразует таблицу значений для соответствия 75-омным источнику и нагрузке.
dB – ослабление в децибелах
Z – импеданс источника/нагрузки (активное сопротивление)
\[R_1 = Z \left( \frac
| Ослабление | R1, Ом | R2, Ом | |
|---|---|---|---|
| децибелы | K = Uвх/Uвых | ||
| 1.0 | 1.12 | 2.88 | 433.34 |
| 2.0 | 1.26 | 5.73 | 215.24 |
| 3.0 | 1.41 | 8.55 | 141.93 |
| 4.0 | 1.58 | 11.31 | 104.83 |
| 6.0 | 2.00 | 16.61 | 66.93 |
| 10.0 | 3.16 | 25.97 | 35.14 |
| 20.0 | 10.00 | 40.91 | 10.10 |
Величину ослабления принято указывать в дБ (децибелах). Хотя нам нужен и коэффициент отношения напряжений (или токов), чтобы найти значения резисторов из формул. Посмотрите на формулу выше с возведением числа 10 в степень dB/20 для вычисления отношения напряжений K из децибелов.
Т-тип (и приведенный ниже П-тип) – это наиболее часто используемые типы аттенюаторов, так как они двунаправлены. То есть, вход и выход аттенюатора можно поменять местами, и его импеданс всё так же будет соответствовать импедансам источника и нагрузки, и он так же будет обеспечивать точно такое же затухание.
Отключив источник и взглянув на аттенюатор со стороны входа в точке Uвх, мы должны увидеть ряд последовательных и параллельных соединений R1, R2, R1 и Z, образующих эквивалентное сопротивление Zвх, такое же, как и импеданс Z источника/нагрузки (нагрузка Z всё еще подключена к выходу):
\(Z_ <вх>= R_1 + (R_2 ||(R_1 + Z))\)
Например, подставим в формулу значения R1 и R2 для 50-омного аттенюатора 10 дБ, как показано на рисунке ниже.
\(Z_ <вх>= 25.97 + (35.14 ||(25.97 + 50))\)
\(Z_ <вх>= 25.97 + (35.14 || 75.97 )\)
\(Z_ <вх>= 25.97 + 24.03 = 50\)
Это показывает нам, что мы увидим 50 Ом при взгляде на аттенюатор со стороны входа (рисунок ниже) при нагрузке 50 Ом.
Вернув источник сигнала, отключив нагрузку Z в точке Uвых и взглянув на аттенюатор со стороны выхода, мы должны получить такую же формулу, что и выше, для импеданса в точке Uвых, благодаря симметрии.
Аттенюатор 10 дБ с входным/выходным сопротивлением Z = 50 Ом.
Аттенюатор П-типа
Ниже приведена таблица номиналов резисторов аттенюатора П-типа для импеданса источника/нагрузки 50 Ом для наиболее частых значений затухания. Резисторы, соответствующие другим значениям затухания, могут быть рассчитаны по формулам.
\[R_4 = Z \left( \frac
| Ослабление | R3, Ом | R4, Ом | |
|---|---|---|---|
| децибелы | K = Uвх/Uвых | ||
| 1.0 | 1.12 | 5.77 | 869.55 |
| 2.0 | 1.26 | 11.61 | 436.21 |
| 3.0 | 1.41 | 17.61 | 292.40 |
| 4.0 | 1.58 | 23.85 | 220.97 |
| 6.0 | 2.00 | 37.35 | 150.48 |
| 10.0 | 3.16 | 71.15 | 96.25 |
| 20.0 | 10.00 | 247.50 | 61.11 |
Применим приведенные выше значения к аттенюатору на рисунке ниже.
С какими номиналами понадобятся резисторы для аттенюатора П-типа с ослаблением 10 дБ и для работы с источником и нагрузкой 50 Ом?
Аттенюатор П-типа на 10 дБ с входным/выходным сопротивлением Z = 50 Ом.
10 дБ соответствуют коэффициенту ослабления напряжения К=3,16 в предпоследней строке в таблице выше. Переместите номиналы резисторов из этой строки на схему (рисунок выше).
Аттенюатор Г-типа
В таблице ниже приведен список номиналов резисторов для аттенюаторов Г-типа для 50-омных источника и нагрузки.
\[R_5 = Z \left( \frac
| Ослабление | R5, Ом | R6, Ом | |
|---|---|---|---|
| децибелы | K = Uвх/Uвых | ||
| 1.0 | 1.12 | 5.44 | 409.77 |
| 2.0 | 1.26 | 10.28 | 193.11 |
| 3.0 | 1.41 | 14.60 | 121.20 |
| 4.0 | 1.58 | 18.45 | 85.49 |
| 6.0 | 2.00 | 24.94 | 50.24 |
| 10.0 | 3.16 | 34.19 | 23.12 |
| 20.0 | 10.00 | 45.00 | 5.56 |
В таблице ниже приведен список номиналов резисторов для альтернативной формы аттенюатора. Обратите внимание, что номиналы резисторов отличаются от предыдущей таблицы.
\[R_8 = Z \left( \frac
| Ослабление | R7, Ом | R8, Ом | |
|---|---|---|---|
| децибелы | K = Uвх/Uвых | ||
| 1.0 | 1.12 | 6.10 | 459.77 |
| 2.0 | 1.26 | 12.95 | 243.11 |
| 3.0 | 1.41 | 20.63 | 171.20 |
| 4.0 | 1.58 | 29.24 | 135.49 |
| 6.0 | 2.00 | 49.76 | 100.24 |
| 10.0 | 3.16 | 108.11 | 73.12 |
| 20.0 | 10.00 | 450.00 | 55.56 |
Мостовой Т-образный аттенюатор
В таблице ниже приведен список номиналов резисторов для мостового Т-образного аттенюатора. Мостовой Т-образный аттенюатор используется не часто. Почему бы?
| Ослабление | R9, Ом | R10, Ом | |
|---|---|---|---|
| децибелы | K = Uвх/Uвых | ||
| 1.0 | 1.12 | 6.10 | 409.77 |
| 2.0 | 1.26 | 12.95 | 193.11 |
| 3.0 | 1.41 | 20.63 | 121.20 |
| 4.0 | 1.58 | 29.24 | 85.49 |
| 6.0 | 2.00 | 49.76 | 50.24 |
| 10.0 | 3.16 | 108.11 | 23.12 |
| 20.0 | 10.00 | 450.00 | 5.56 |
Каскадное включение
Секции аттенюаторов могут быть включены каскадно, как показано на рисунке ниже, для получения затухания, большего, чем доступно от одной секции. Например, два аттенюатора по 10 дБ могут быть включены каскадно, чтобы обеспечить затухание 20 дБ, значения в децибелах будут суммироваться. Коэффициент ослабления напряжения К или Uвх/Uвых для секции аттенюатора 10 дБ равен 3,16. Коэффициент ослабления напряжения двух каскадно включенных секций равен произведению двук К или 3,16 x 3,16 = 10.
Каскадно включенные секции аттенюаторов: затухания в децибелах складываются.
Переменное ослабление с дискретным шагом может быть обеспечено коммутируемым аттенюатором. Например, на рисунке ниже показано положение 0 дБ, и доступно изменение ослабления от 0 до 7 дБ с помощью подключения от одной и более секций или отключения всех секций.
Коммутируемый аттенюатор: затухание изменяется с дискретным шагом.
У типового многосекционного аттенюатора секций больше, чем показано на рисунке выше. Добавление секции 3 или 8 дБ позволяет устройству охватить значения до 10 дБ и выше. Более низкие уровни сигнала достигаются добавлением секций 10 дБ и 20 дБ, или удвоенной секции 16 дБ.
Радиочастотные аттенюаторы
При работе на радиочастотах (РЧ, RF) ( 
Коаксиальный Т-аттенюатор для работы на радиочастотах.
Секция коаксиального Т-аттенюатора состоит из резистивных стержней и резистивного диска, как показано на рисунке выше. Эта конструкция может использоваться до нескольких гигагерц.
Коаксиальная версия П-аттенюатора будет состоять из одного резистивного стержня между двумя резистивными дисками в коаксиальной линии передач, как показано на рисунке ниже.
Коаксиальный П-аттенюатор для работы на радиочастотах.
Высокочастотные разъемы (не показаны) присоединены к концам изображенных Т и П аттенюаторов. Разъемы позволяют подключать отдельные секции каскадно между источником и нагрузкой. Например, аттенюатор 10 дБ может быть помещен между проблемным источником сигнала и входом дорогостоящего анализатора спектра. Даже если затухание нам не нужно, дорогостоящее измерительное оборудование защищено от источника с помощью ослабления любого перенапряжения.
Подведем итоги
Аттенюатор уменьшает уровень входного сигнала до более низкого уровня.
Значение затухания задается в децибелах (дБ). Для подключенных каскадно секций значения в децибелах складываются.
Отношение мощностей в децибелах: \(dB = 10 \log_ <10>(P_<вх>/P_<вых>)\)
Отношение напряжений в децибелах: \(dB = 20 \log_ <10>(U_<вх>/U_<вых>)\)
Наиболее часто используемые схемы аттенюаторов: аттенюаторы Т и П типа.
Аттенюатор, это особое устройство, необходимое для снижения интенсивности электрических и электромагнитных колебаний. Существенной чертой его работы, является возможность уменьшать мощность или амплитуду сигнала без особого искажения его формы. Аттенюаторы способны понижать интенсивность колебаний:
Этот прибор широко используется в различных сферах деятельности. В частности, аттенюатор применяется в оптических линиях. Во-первых, он позволяет внести в линию заданный уровень ослабления сигнала: это, как правило, необходимо в тех случаях, когда требуется снизить мощность сигнала перед приемником. Также применение этого устройства дает возможность использовать оборудование с одинаковыми характеристиками на линиях с различным затуханием. Во-вторых, оптический аттенюатор используется для стрессового тестирования линии, так как дает возможность имитировать работу сети в различных условиях. Этот способ позволяет проверить стабильность линии и работоспособность оборудования, определить, как будет работать сеть через несколько лет, когда старение излучателей приведет к снижению мощности сигнала. Тестирование может проводиться как в эксплуатационных условиях, так и в лаборатории.
Принцип действия
К основным особенностям применения аттенюатора можно отнести:
Таким образом, аттенюаторы чрезвычайно надежно, выполняют свои функции, не внося искажений в оптический сигнал.
Основные характеристики
При выборе подходящих устройств для вашей сети необходимо обратить внимание на ряд характеристик. Среди них могут быть:
Чтобы рассчитать необходимое затухание, нужно учесть мощность приемо-передающего оборудования и вычесть из него потери на линии.
Основные типы оптических аттенюаторов
Оптические приборы этой категории могут быть фиксированными (постоянными) и переменными (регулируемыми).
Аттенюатор переменного типа позволяет регулировать затухание сигнала в пределах от 0 до 25 децибел с точностью до 0,5 Дб. Для регулировки используется изменение воздушного зазора между торцами ферул соединяемых коннекторов.
Отдельно стоит обратить внимание на перестраиваемый аттенюатор. Такое устройство является довольно сложным, способно работать в широком диапазоне затухания, обладает множеством дополнительных функций, например, способностью сохранять предыдущие настройки, контролировать линейность измерителей мощности и чувствительность фотоприемников, оперативно изменять затухание сигнала. При этом затухание может вноситься различными методами (осевым, радиальным смещением), для чего используются разнообразные фильтры и призмы. Процедура калибровки прибора выполняются автоматически, что делает его работу более точной и быстрой. При работе обеспечивается низкий уровень вносимых потерь.
Прибор такого типа нередко комплектуется ударозащитным кожухом, его питание осуществляется от аккумулятора или батарей. Для большей универсальности устройство комплектуется большим набором коннекторов.
Если стоит выбор, где купить оптические аттенюаторы, выбирайте надёжного поставщика. Компания « АнЛан » занимает лидирующие позиции на рынке РФ с 2007 года. Разумная цена и европейское качество — то, что отличает продукцию компании от других организаций.