Atenuasi Pasif

Sebuah atenuasi pasif adalah tipe khusus dari rangkaian dua arah listrik atau elektronik yang terdiri dari unsur-unsur yang sama sekali resistif. Atenuasi adalah jaringan dua port resistif yang dirancang untuk melemahkan atau “menipiskan” (seperti namanya Attenuate) daya yang disupply oleh sumber ke tingkat yang sesuai untuk beban yang terhubung.

Sebuah atenuasi pasif mengurangi jumlah daya yg dikirim ke beban terhubung dengan baik jumlah yang permanen tunggal, jumlah variabel atau pada serangkaian langkah-langkah switchable dikenal. Atenuasi umumnya dipakai dalam aplikasi/penerapan saluran radio, komunikasi

Atenuasi Pasif adalah jaringan resistif murni pasif (maka tidak ada pasokan) yang digunakan dalam berbagai macam peralatan elektronik untuk memperluas jangkauan dinamis dari peralatan pengukuran oleh tingkat sinyal menyesuaikan.

Untuk memberikan pencocokan impedansi dari Osilator atau Amplifier untuk mengurangi efek dari terminasi input / output yang tidak tepat, atau hanya untuk menyediakan isolasi antara berbagai tahap rangkaian tergantung pada aplikasi mereka seperti yang ditunjukkan.

Koneksi Atenuasi

Jaringan atenuasi sederhana (juga dikenal sebagai "pads") dapat dirancang untuk menghasilkan tingkat "pelemahan/atenuasi" yang tetap atau untuk memberikan jumlah pelemahan variabel dalam langkah yang telah ditentukan sebelumnya. Jaringan atenuasi tetap standar yang umumnya dikenal sebagai "atenuasi pad" tersedia dalam nilai spesifik dari 0 dB hingga lebih dari 100 dB.

Atenuasi variabel dan switch pada dasarnya adalah jaringan Resistor yang dapat disesuaikan yang menunjukkan peningkatan atenuasi yang dikalibrasi untuk setiap langkah yang diaktifkan, misalnya langkah -2dB atau -6dB per posisi sakelar.

Kemudian Atenuasi adalah jaringan resistif pasif empat terminal (dua port) (tipe aktif juga tersedia yang menggunakan Transistor dan IC - Integrated Circuit) yang dirancang untuk menghasilkan pelemahan sinyal listrik keluaran yang “tidak ada distorsi” pada semua frekuensi dengan jumlah sama. juga tanpa adanya pergeseran fasa dan tidak seperti jenis jaringan filter RC pasif. Dan oleh karena itu untuk mencapai atenuasi ini harus terdiri dari resistansi non-induktif dan tidak wirewound, karena elemen reaktif akan memberikan diskriminasi frekuensi.

Atenuasi Pasif Sederhana

Atenuasi adalah kebalikan dari penguat (amplifier) dalam hal mereka mengurangi gain dengan rangkaian pembagi tegangan resistif menjadi atenuasi yang khas. Jumlah redaman dalam suatu jaringan ditentukan oleh rasio: Output/Input. Misalnya, jika tegangan input ke rangkaian adalah 1 volt (1V) dan tegangan output adalah 1 mili-volt (1mV) maka jumlah atenuasi adalah 1mV/1V yang sama dengan 0.001 atau pengurangan ke-1.000.

Namun, menggunakan rasio tegangan, arus atau bahkan daya untuk menentukan atau mengekspresikan jumlah redaman yang mungkin dimiliki oleh jaringan atenuasi resistansi, yang disebut faktor atenuasi, dapat membingungkan. Sehingga untuk atenuasi pasif tingkat redaman biasanya dinyatakan menggunakan logaritma. Skala yang diberikan dalam desibel ( dB ) membuatnya lebih mudah untuk berurusan dengan angka sekecil itu.

Atenuasi Derajat

Kinerja atenuasi dinyatakan oleh jumlah desibel sinyal input telah menurun per decade frekuensi (atau oktaf). Desibel , disingkat “dB”, secara umum didefinisikan sebagai logaritma atau “log” ukuran tegangan, arus atau daya rasio dan mewakili sepersepuluh 1/10 dari Bel (B). Dengan kata lain dibutuhkan 10 desibel untuk membuat satu Bel. Kemudian secara definisi, rasio antara sinyal input (Vin) dan sinyal output (Vout) diberikan dalam desibel sebagai:

Atenuasi Desibel

Perhatikan bahwa desibel ( dB ) adalah rasio logaritmik dan karenanya tidak memiliki satuan. Jadi nilai -140dB mewakili pelemahan 1: 10.000.000 unit atau rasio 10 juta banding 1.

Dalam rangkaian atenuasi pasif, sering kali mudah untuk menetapkan nilai input sebagai titik referensi 0 dB. Ini berarti bahwa berapapun nilai aktual sinyal input atau tegangan, digunakan sebagai referensi untuk membandingkan nilai output atenuasi dan karenanya diberi nilai 0 dB.

Ini berarti bahwa setiap nilai tegangan sinyal output di bawah titik referensi ini akan dinyatakan sebagai nilai dB negatif, ( -dB ). Jadi misalnya atenuasi -6dB menunjukkan bahwa nilainya 6 dB di bawah referensi input 0 dB. Demikian juga jika rasio output/input kurang dari satu (satu), misalnya 0.707, maka ini sesuai dengan 20 log (0.707) = -3dB. Jika rasio output/input = 0.5, maka ini sesuai dengan 20 log (0.5) = -6 dB, dan seterusnya, dengan tabel atenuasi listrik standar yang tersedia untuk menghemat perhitungan.

Contoh: Atenuasi Pasif No.1

Rangkaian atenuasi pasif memiliki kerugian/loss penyisipan -32dB dan tegangan output 50mV. Apa yang akan menjadi nilai tegangan input.

Antilog ( log ^-1) dari -1.6 diberikan sebagai:

Kemudian jika tegangan output dihasilkan dengan redaman 32 desibel, tegangan input 2.0 volt diperlukan.

Tabel Loss (kerugian) Atenuasi

Vout/Vin

1

0,7071

0.5

0,25

0.125

0,0625

0,03125

0,01563

0.00781

Nilai log

20log   (1)

20log

(0.7071)

20log

(0.5)

20log

(0.25)

20log

(0.125)

20log

(0.0625)

20log

(0.03125)

20log

(0.01563)

20log

(0.00781)

di dB

0

-3dB

-6dB

-12dB

-18dB

-24dB

-30dB

-36dB

-42dB

dan seterusnya, menghasilkan tabel dengan nilai desibel sebanyak yang kita butuhkan untuk desain atenuasi kita.

Penurunan tegangan, arus, atau daya yang diekspresikan dalam desibel melalui penyisipan atenuasi ke dalam rangkaian listrik dikenal sebagai insertiom loss (penyisipan kerugian) dan kerugian minimum yang cocok dengan rangkaian impedansi tidak sama dengan kerugian minimum pada jaringan yang cocok.

Sekarang kita tahu apa yang dimaksud dengan atenuasi pasif bagaimana dapat digunakan untuk mengurangi atau "melemahkan" tingkat daya atau tegangan sinyal, sementara memperkenalkan sedikit atau tidak ada distorsi dan kehilangan penyisipan, dengan jumlah yang dinyatakan dalam desibel, kita dapat mulai lihat berbagai desain rangkaian atenuasi yang tersedia.

Desain Atenuasi Pasif

Ada banyak cara di mana resistor dapat diatur dalam rangkaian atenuasi dengan Rangkaian Pembagi Potensial atau pergeseran fasa menjadi tipe paling sederhana dari rangkaian atenuasi pasif. Rangkaian pembagi potensial atau tegangan umumnya dikenal sebagai atenuasi "L-pad" karena diagram rangkaian menyerupai diagram "L" terbalik.

Tetapi ada beberapa jenis umum jaringan atenuasi juga seperti atenuasi "T-pad" dan atenuasi "Pi-pad" (π) tergantung pada bagaimana Anda menghubungkan bersama komponen resistif. Tiga jenis atenuasi umum ini ditunjukkan di bawah ini.

Jenis-jenis Atenuasi

Desain rangkaian atenuasi di atas dapat diatur dalam bentuk "seimbang" atau "tidak seimbang" dengan aksi kedua jenis menjadi identik. Versi seimbang dari atenuasi "T-pad" disebut atenuasi "H-pad" sementara versi seimbang dari atenuasi "π-pad" disebut atenuasi "O-pad". atenuasi tipe T yang dijembatani (Bridge) juga tersedia.

Dalam atenuasi yang tidak seimbang, elemen resistif terhubung ke satu sisi dari saluran transmisi hanya sementara sisi yang lain di-ground untuk mencegah kebocoran pada frekuensi yang lebih tinggi. Secara umum sisi ground dari jaringan atenuasi tidak memiliki elemen resistif dan oleh karena itu disebut "garis umum".

Dalam konfigurasi atenuasi seimbang, jumlah elemen resistif yang sama dihubungkan secara merata ke setiap sisi saluran transmisi dengan ground yang terletak di titik tengah yang dibuat oleh resistansi paralel seimbang

Secara umum, jaringan atenuasi seimbang dan tidak seimbang tidak dapat dihubungkan bersama karena hal ini mengakibatkan setengah dari jaringan seimbang disingkat ke ground melalui konfigurasi tidak seimbang.

Atenuasi Switched (berganti)

Alih-alih hanya memiliki satu atenuasi untuk mencapai tingkat atenuasi yang diperlukan, masing-masing atenuasi pads dapat dihubungkan atau digabungkan bersama untuk meningkatkan jumlah atenuasi dalam langkah-langkah redaman yang diberikan.

Sakelar putar multi-kutub, sakelar rocker, atau sakelar tombol tekan dapat juga digunakan untuk menghubungkan atau memotong jaringan atenuasi tetap individu dalam urutan apa pun yang diinginkan dari 1dB hingga 100dB atau lebih, membuatnya mudah untuk merancang dan membangun jaringan atenuasi yang diaktifkan, juga dikenal sebagailangkah atenuasi.

Dengan mengganti atenuasi yang sesuai, atenuasi dapat ditingkatkan atau diturunkan dalam langkah-langkah tetap seperti yang ditunjukkan di bawah ini.

Rangkaian Atenuasi Switched (berganti)

Di sini, ada empat jaringan atenuasi resistif independen yang digabungkan bersama dalam jaringan tangga seri dengan masing-masing atenuasi memiliki nilai dua kali lipat dari pendahulunya, (1-2-4-8).

Setiap jaringan atenuasi dapat dialihkan "masuk/in" atau "keluar/out" dari jalur sinyal seperti yang dipersyaratkan oleh sakelar terkait yang menghasilkan rangkaian atenuasi penyesuaian langkah yang dapat diubah dari 0dB ke -15dB dalam langkah 1dB.

Oleh karena itu, jumlah total atenuasi yang disediakan oleh rangkaian akan menjadi jumlah dari keempat jaringan atenuasi yang diaktifkan “IN”. Jadi misalnya atenuasi -5dB akan membutuhkan sakelar SW1 dan SW3 untuk dihubungkan, dan pelemahan -12dB akan membutuhkan sakelar SW3 dan SW4 untuk dihubungkan, dan seterusnya.

Ringkasan Atenuasi

• Sebuah atenuasi adalah perangkat empat terminal yang mengurangi amplitudo atau kekuatan sinyal tanpa mengubah bentuk gelombang sinyal, sebuah atenuasi menimbulkan sejumlah kerugian.
• Jaringan atenuasi dimasukkan antara sumber dan rangkaian beban untuk mengurangi besarnya sinyal sumber dengan jumlah yang diketahui cocok untuk beban.
• Atenuasi dapat diperbaiki, sepenuhnya variabel atau variabel dalam langkah-langkah pelemahan yang diketahui, -0.5dB, -1dB, -10dB, dll.
• Sebuah atenuasi dapat berbentuk simetris atau asimetris dan baik seimbang atau tidak seimbang.
• Atenuasi tetap yang juga dikenal sebagai "pad" digunakan untuk "mencocokkan" impedansi yang tidak sama.
• Sebuah atenuasi (pelemahan) secara efektif kebalikan dari amplifier (penguat). Sebuah amplifier memberikan keuntungan sementara atenuasi memberikan kerugian, atau mendapatkan kurang dari 1 (kesatuan).
• Atenuasi biasanya merupakan perangkat pasif yang dibuat dari jaringan pembagi tegangan sederhana. Pergantian di antara berbagai resistansi menghasilkan atenuasi melangkah yang dapat disesuaikan dan yang dapat disesuaikan secara terus menerus menggunakan Potensiometer.

Untuk menyederhanakan desain atenuasi, nilai "K" (untuk konstan) dapat digunakan. Nilai "K" ini adalah rasio dari tegangan, arus atau daya yang sesuai dengan nilai redaman dB yang diberikan dan diberikan sebagai:

Kita dapat menghasilkan satu set nilai konstan yang disebut nilai "K" untuk jumlah redaman yang berbeda seperti yang diberikan dalam tabel berikut.

Tabel Kerugian Atenuasi

dB

0.5

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

10.0

20.0

“K”

1.0593

1.1220

1.2589

1.4125

1.5849

1.7783

1.9953

3.1623

10.000

dan seterusnya, menghasilkan tabel dengan nilai "K" sebanyak yang kita butuhkan.

Atenuasi nilai tetap, yang disebut "atenuasi pad" digunakan terutama pada saluran transmisi frekuensi radio ( Rf ) untuk menurunkan tegangan, membuang daya, atau untuk meningkatkan kesesuaian impedansi antara berbagai rangkaian yang tidak cocok.

Atenuasi tingkat-garis dalam amplifier pra-penguat atau audio dapat sesederhana potensiometer 0.5 watt, atau pembagi tegangan L-pad yang dirancang untuk mengurangi amplitudo sinyal audio sebelum mencapai speaker, mengurangi volume output.

Dalam mengukur sinyal, atenuasi pads daya tinggi digunakan untuk menurunkan amplitudo sinyal dalam jumlah yang diketahui untuk memungkinkan pengukuran, atau untuk melindungi perangkat pengukur dari level sinyal tinggi yang dapat merusaknya.

Dalam tutorial selanjutnya tentang Atenuasi, kita akan melihat tipe paling dasar dari jaringan atenuasi resistif yang biasa disebut "Ateunasi tipe-L" atau "L-pad" atenuasi yang dapat dibuat hanya menggunakan dua komponen resistif. Rangkaian atenuasi "L-pad" juga dapat digunakan sebagai rangkaian pembagi tegangan atau potensial.