Аттенюаторы: классификация и особенности

Аттенюаторы: классификация и особенности

Корректная работа многих систем передачи данных, связи предполагает порой не только увеличение мощности сигнала, но и ее уменьшение. С этой целью необходимо использовать специальные модули, аттенюаторы, активные или пассивные, способные снизить мощность, амплитуду сигнала при максимально точном сохранении его изначальной формы.

Где они используются?

Аттенюаторы позволяют всем модулям, формирующим систему, линию передачи сигнала, работать максимально синхронно и безопасно, показатель мощности на входной и выходной группе оказывается почти одинаковым, что бережет от помех, искажений и множества других нежелательных явлений.

Аттенюаторы категорически рекомендованы к использованию при монтаже антенного комплекса, укомплектованного множеством ответвителей, если его работа не контролируется датчиками и другим оборудованием.

Модули обеспечивают небольшое затухание сигнала, необходимое при его отправке на небольшие расстояния в одномодовых сетях, с ними повышается надежность, эффективность работы комплексов WDM мультиплексирования.

Радиоэлектронные устройства, на входном и выходном контакте различны показатели сопротивления, могут не просто ослаблять сигнал, но быть согласующими звеньями на линии. Например, поставлена задача по соединению кабелей с различными сопротивлениями, на 75 и 50 Ом. При правильном подборе аттенюатора никаких проблем с ее выполнением не возникнет, несмотря на приличную разницу, система, сформированная парой кабелей, будет работать эффективно.

Аттенюаторы востребованы как в промышленных, так и бытовых сетях. Пример – подключение аудиотехники и телевизионных приемников. При подключении к телевизору модуль бережет электронику приемника от выхода из строя при повышенной нагрузке, качество сигнала стабильно и почти не подвержено изменениям под воздействием внешних факторов. Специальные аттенюаторы для звуковой техники позволяют с высокой точностью корректировать мощность, они лучше, чем классические потенциометры, сводят к минимуму побочные энергетические потери, обеспечивают плавность регулировки.

В лабораториях, для проведения ответственных измерений, используются эталонные аттенюаторы, они достаточно дороги, однако, отличаются максимальной точностью показаний и отсутствием погрешности, что важно для получения корректных результатов.

Преимущества применения

Аттенюаторы характеризуются следующими положительными особенностями:

  • Продолжительный эксплуатационный период.
  • Точное ослабление сигнала, соответствующее паспортным нормативным значениям, необходимое для корректной работы линии передачи данных.
  • Простота эксплуатации.
  • Компактность, легкость монтажа.
  • Незначительная выраженность обратного отражения.
  • Надежность, устойчивость к внешним воздействиям, температурным, климатическим, атмосферным.

Модули универсальны, востребованы при объединении в сети передатчиков и приемников, характеризующихся различными показателями по затуханию, при этом, исключены конфликты, выход отдельных компонентов сети из строя из-за несовпадения мощности.

Аттенюаторы: классификация и особенности

Особенности классификации

При классификации аттенюаторов нужно учитывать множество параметров, первый, наиболее значимый из которых – воспроизводимые значения. В соответствии с ним выделяют следующие модификации:

  1. Фиксированные. Выраженность уменьшения мощности сигнала одинакова для всего частотного диапазона. С помощью таких модулей можно снизить напряжение, сделать работу линий более согласованной, рассеять избыток мощности.
  2. Ступенчатые. Выраженность снижения мощности меняется ступенчато, на определенный показатель.
  3. Плавные. Это наиболее технологичные и эффективные в применении аттенюаторы, снижать мощность можно максимально плавно, в обозначенном рабочем диапазоне.

В соответствии с рабочим частотным диапазоном, выделяют модули для радиоизмерений и оптические. С точки зрения методики подключения и монтажа выделяют коаксиальные, волноводные и комбинированные аттенюаторы. Также при классификации нужно принимать во внимание принцип функционирования устройства:

  • емкостные;
  • лимитные;
  • поляризационные;
  • аттенюаторы-поглотители.

Классификация устройств радиодиапазона

Эти аттенюаторы выполняют различные функции, при их выборе обязательно нужно учитывать интервал частот, на который они рассчитаны, выраженность снижения мощности сигнала, допустимые отклонения и погрешности. Основные типы выглядят следующим образом:

  1. Емкостные. Устройства ориентированы, в первую очередь, на диапазон низких частот, для уменьшения мощности сигнала используется резистивный блок. Ослабление происходит с максимальной точностью, что важно для систем, требовательных к качеству, стабильности характеристик сигнала.
  2. Поляризационные. Конструктивно они представляют собой волноводы с сечением в форме круга, укомплектованные пластиной, поглощающей сигнал.
  3. Аттенюаторы-поглотители. Они выполняют задачу устройств-развязок, необходимость в которых возникает при проведении измерений в сетях сверхвысокой частоты. Алгоритм действия построен на затухании ЭМ-волн во время их контакта с материалами-поглотителями.

Классификация оптических устройств

Оптические аттенюаторы ориентированы на ВОЛС различного масштаба, от мелких местных до магистральных, передающих сигнал на огромные расстояния, исчисляющиеся десятками, а в некоторых случаях – сотнями километров. Также они применяются в испытательных лабораториях, для фиксации характеристик оборудования, замеров, когда необходимо моделировать отрезок ВОЛС с заданными параметрами.

Оптические аттенюаторы представлены двумя основными классами:

  1. С заданным коэффициентом затухания. При их сборке используется особое оптоволокно, снижающее мощность сигнала на определенную величину при минимальной выраженности обратных потерь. Принцип действия построен на размещении между волокнами воздушных зазоров определенной длины, либо фильтров-поглотителей.
  2. С изменяемым коэффициентом затухания. В данной ситуации мастер может менять воздушный зазор между торцевыми частями соединителей для достижения необходимой величины.

Оптические аттенюаторы, как и радиочастотные аналоги, адаптированы к агрессивным эксплуатационным условиям, выдерживают температуры, характерные для всех климатических зон, взаимодействие с влагой, осадками, вплоть до наиболее интенсивных.

Классификация по характеристикам

При подборе нужно учитывать назначение и тип аттенюатора, но и его параметры. При классификации принимается во внимание:

  1. Коэффициент затухания. Данный параметр выражается в децибелах и указывает, насколько эффективно радиоэлектронный модуль уменьшает выраженность колебаний. Например, при коэффициенте затухания в 3 децибела удается снизить мощность на 50% от начального, входного, значения, 6 децибел – на 75%, до четверти, 10 децибел – на 90%.
  2. Рабочий диапазон частот. Его необходимо подобрать под требования конкретной системы, значения – от 0 до 18 гигагерц.
  3. Мощность рассеивания. Если аттенюатор выполнен из сплава с высокой теплопроводностью, дополнительно укомплектован ребрами, пластинами, наподобие радиатора, то он переводит огромный процент поступающей электрической мощности в тепловую энергию, рассеивает ее без перегрева, температурных деформаций и других негативных явлений.
  4. Показатель стоячей волны. Он показывает, насколько синхронно работает нагрузка с передающей линии. Чем меньше выраженность стоячей волны, тем выше эффективность радиоэлектронного модуля, тем точнее он работает.

Конструктивные особенности

Аттенюаторы классифицируются по разъемам, корпусное исполнение должно соответствовать оборудованию, к которому подключается модуль. Также нужно обратить внимание на тип разъема, он может быть ориентирован на подключение к конечной точке линии коммутации, например, телевизору, радиоприемнику, либо к другому отрезку кабеля.

Пресненская набережная, 12