WikiSort.ru - Не сортированное

Классификация

• По набору воспроизводимых значений — фиксированные, ступенчатые (в том числе программируемые) и плавные (в том числе электрически управляемые)
• По диапазону частот — радиоизмерительные и оптические
• По способу подключения — коаксиальные, волноводные и волоконно-оптические
• Радиоизмерительные делятся по принципу действия на резисторные, ёмкостные, поляризационные, предельные и поглощающие

Обозначения по ГОСТ 15094

• Д1-хх — установки для поверки аттенюаторов и эталонные аттенюаторы радиодиапазона
• Д2-хх — резисторные и ёмкостные аттенюаторы
• Д3-хх — поляризационные аттенюаторы
• Д4-хх — предельные аттенюаторы
• Д5-хх — поглощающие аттенюаторы
• Д6-хх — электрически управляемые аттенюаторы
• ОД1- хх — оптические эталонные аттенюаторы

Резисторные и ёмкостные аттенюаторы

Сигнал в резисторных и ёмкостных аттенюаторах ослабляется с помощью соответственно резистивного или ёмкостного делителя.

• НАЗНАЧЕНИЕ: аттенюаторы высокой точности, как правило, низкочастотные
• ПРИМЕРЫ: Д1-13А, Д2-14.

Поляризационные аттенюаторы

Поляризационный аттенюатор представляет собой отрезок волновода круглого сечения с помещённой внутри поглощающей пластиной, угол поворота которой относительно направления поляризации сигнала можно менять.

• НАЗНАЧЕНИЕ: точный аттенюатор в СВЧ цепях
• ПРИМЕРЫ: Д3-27, Д3-33А, Д3-19, Д3-38, Д3-36, АП-19, АП-20.

Предельные аттенюаторы

Принцип действия предельных аттенюаторов основан на затухании электромагнитных волн внутри волновода при длине волны больше критической.

• НАЗНАЧЕНИЕ: относительно узкополосные аттенюаторы средней точности дециметрового диапазона.
• ПРИМЕРЫ: Д4-3.

Поглощающие аттенюаторы

Принцип действия поглощающего аттенюатора основан на затухании электромагнитных волн в поглощающих материалах.

• НАЗНАЧЕНИЕ: развязывающие аттенюаторы в СВЧ измерениях
• ПРИМЕРЫ: Д5-20, Д5-21, АР-06, АР-07, АР-15.

Основные нормируемые характеристики радиоизмерительных аттенюаторов

• Диапазон рабочих частот
• Номинальное значение ослабления или диапазон значений
• Допустимые погрешности в диапазоне рабочих частот
• Коэффициент стоячей волны по входу и выходу
• Максимальная поглощаемая мощность

Принцип действия оптических аттенюаторов

Работа оптического аттенюатора основана на изменении оптических потерь при введении между торцами световодов поглощающих фильтров. Для согласования излучающего и приёмного торцов световодов применяются согласующие узлы, коллимирующие и фокусирующие излучение.

• НАЗНАЧЕНИЕ: для внесения в световодные системы заданного и регулируемого затухания.
• ПРИМЕРЫ: ОД1-20, АОИ-3, FOD-5419.

Основные нормируемые характеристики оптических аттенюаторов

• Диапазон регулировки ослабления
• Диапазон длин волн
• Погрешность установки коэффициента ослабления
• Погрешность импеданса

Характеристика данных для расчёта компонентов аттенюатора

Аттенюатор с двумя портами, как правило, двунаправленный. Однако в этом разделе он будет рассматриваться, как однонаправленный. В целом любым из двух приведённых выше рисунков будут предполагаться в большинстве случаев. В случае Г-образной схемы, правый рисунок будет использоваться, если сопротивление нагрузки будет больше, чем внутренне сопротивление источника.

Резистору в каждой схеме дано уникальное позиционное обозначение для исключения путаницы.

Вычисление значения компонента Г-образной схемы предполагает, что сопротивление для порта 1 (слева) равно или выше, чем сопротивление для порта 2.

Используемые термины

• Схема включает в себя Pi, Т, L-образные схемы, аттенюатор с двумя портами.
• Двухпортовый аттенюатор включают в себя Pi, Т, L-образные схемы.
• Входной разъём означает входной разъём двухпортового аттенюатора.
• Выходной разъём означает выходной разъём двухпортового аттенюатора.
• Симметричный означает случай, когда источник и нагрузка имеют равные сопротивления.
• Потеря означает отношение мощности, поступающей на входной разъём аттенюатора, к мощности, рассеиваемой на нагрузке.
• Вносимые потери означают отношение мощности, подведённой к нагрузке, если бы нагрузка была непосредственно связана с источником, и мощности, потребляемой нагрузкой при подключении через аттенюатор.

Используемые символы

Пассивные, активные схемы и аттенюаторы являются двунаправленными с двумя портами, но в этом разделе они будут рассматриваться как однонаправленные.

• Z_S = выходное сопротивление источника.
• Z_Load = входное сопротивление нагрузки.
• Z_in = сопротивление на входном порту, когда ZLoad подключено к выходному порту. Zin — функция сопротивления нагрузки.
• Z_out = сопротивление на выходном порту, когда Zs подключено ко входному порту. Zout -функция сопротивления источника.
• V_s = напряжение холостого хода.
• V_in = напряжение, приложенное к входу на источник.
• V_out = напряжение, приложенное к нагрузке на выходной порт.
• I_in = ток, поступающий на вход порта от источника.
• I_out = ток, поступающий на нагрузку от выходного порта.
• P_in = V_in I_in = мощность, поступающая на вход порта от источника.

P_out = V_out I_out = мощность, потребляемая нагрузкой от выходного порта.

• P_direct = мощность, которая употребится нагрузкой, если нагрузка была бы подключена непосредственно к источнику.
• L_pad = 10 log₁₀ (P_in / P_out) всегда. И, если Z_s = Z_Load , тогда и L_pad = 20 log₁₀ (V_in / V_out). Обратите внимание, как определено, Loss ≥ 0 дБ
• L_insertion = 10 log₁₀ (P_direct / P_out). И, если Z_s = Z_Load, тогда L_insertion = L_pad.
• Loss ≡ L_pad. Loss определено как L_pad.

Расчёт симметричного Т-образного аттенюатора

${\displaystyle A=10^{-Loss/20}\qquad R_{a}=R_{b}=Z_{S}{\frac {A-1}{A+1}}\qquad R_{c}={\frac {Z_{s}^{2}-R_{b}^{2}}{2R_{b}}}\qquad }$

Расчёт симметричного П-образного аттенюатора

${\displaystyle A=10^{-Loss/20}\qquad R_{x}=R_{y}=Z_{S}{\frac {1+A}{1-A}}\qquad R_{z}={\frac {2R_{x}}{\left({\frac {R_{x}}{Z_{o}ut}}\right)^{2}-1}}]\qquad \ }$

Расчёт Г-образного резистора для подстройки сопротивления

Если источник и нагрузка являются резистивными (например, Z1 и Z2 имеют нулевую или очень маленькую мнимую часть), то L-образный резистор может быть использован, для соответствия их друг к другу. Как видно, обе стороны резистора могут быть источником и нагрузкой, но сторона Z1 должна иметь наибольшее сопротивление.

${\displaystyle R_{q}={\frac {Z_{m}}{\sqrt {\rho -1}}}\qquad R_{p}=Z_{m}{\sqrt {\rho -1}}\qquad Loss=20\log _{10}\left({\sqrt {\rho -1}}+{\sqrt {\rho }}\quad \right)\quad {\text{where}}\quad \rho ={\frac {Z_{1}}{Z_{2}}}\quad Z_{m}={\sqrt {Z_{1}Z_{2}}}{\text{ }}\ }$

Большие положительные значения означают более высокие потери. Потеря является монотонной функцией сопротивления. Более высокие значения сопротивления требуют более высоких потерь.

Преобразование Т-образного резистора в П-образный резистор

Это преобразование треугольник-звезда

${\displaystyle R_{z}={\frac {R_{a}R_{b}+R_{a}R_{c}+R_{b}R_{c}}{R_{c}}}\qquad R_{x}={\frac {R_{a}R_{b}+R_{a}R_{c}+R_{b}R_{c}}{R_{b}}}\qquad R_{y}={\frac {R_{a}R_{b}+R_{a}R_{c}+R_{b}R_{c}}{R_{a}}}.\qquad \ }$

Преобразование П-образного резистора в Т-образный резистор

${\displaystyle R_{c}={\frac {R_{x}R_{y}}{R_{x}+R_{y}+R_{z}}}\qquad R_{a}={\frac {R_{z}R_{x}}{R_{x}+R_{y}+R_{z}}}\qquad R_{b}={\frac {R_{z}R_{y}}{R_{x}+R_{y}+R_{z}}}\qquad \ }$

Преобразование между резистором с двумя портами и схемой

Общий случай, определяющий параметры сопротивления исходя из требований

Поскольку схема полностью выполнена на резисторах, у неё должны быть определённые минимальные потери, чтобы соответствовать источнику и загрузке, если они не равны.

Минимальные потери задаются как:

${\displaystyle Loss_{min}=20\log _{10}\left({\sqrt {\rho -1}}+{\sqrt {\rho }}\right)\,\quad {\text{where}}\quad \rho ={\frac {\max[Z_{S},Z_{Load}]}{\min[Z_{S},Z_{Load}]}}\ }$

Несмотря на пассивное соответствие два порта могут иметь меньше потерь, если они не будут преобразоваться в резистивный аттенюатор.

${\displaystyle A=10^{-Loss/20}\qquad Z_{11}=Z_{S}{\frac {1+A^{2}}{1-A^{2}}}\qquad Z_{22}=Z_{Load}{\frac {1+A^{2}}{1-A^{2}}}\qquad Z_{21}=2{\frac {A{\sqrt {Z_{S}Z_{Load}}}}{1-A^{2}}}\ }$

Как только эти параметры будут определены, они смогут быть реализованы как T или П-образная схема как описано выше.