Draadloze communicatietechnologie heeft de weg geëffend voor zeer interessante uitvindingen. Het wordt ook wel 'over the air' -communicatie genoemd. Deze technologie maakte mobiel en interplanetaire communicatie een realiteit. De eerste mobiele communicatie die in 1880 werd uitgevonden, was 'Photophone'. Het gebruikte zonlicht om de audio van het ene punt naar het andere over te brengen. In telecommunicatiesystemen wordt een vorm van energie zoals radiogolven of akoestische energie gebruikt om de informatie van de ene plaats naar de andere over te brengen. Hier worden geen draden gebruikt en het voortplantingsmedium is meestal lucht. Er zijn enkele uitdagingen waarmee deze technologie wordt geconfronteerd, die de efficiëntie en betrouwbaarheid ervan aantasten. Een van die uitdagingen is verzwakking. Het apparaat dat wordt gebruikt voor verzwakking is verzwakker.
Wat is verzwakker?
Signalen worden via een medium van de ene plaats naar de andere gestuurd. Deze signalen kunnen datasignalen, spanningssignalen, stroomsignalen enz. Zijn. Wanneer de door het signaal afgelegde afstand toeneemt, neemt de sterkte van het signaal geleidelijk af. Dit geleidelijke verlies van intensiteit van signalen door het medium wordt verzwakking genoemd.
Hoewel het wordt gezien als een uitdaging voor de overdracht van signalen over lange afstanden, blijkt dit fenomeen nuttig te zijn bij veel andere taken. Het apparaat dat is ontworpen om het vermogen van signalen te verminderen zonder de golfvorm te verstoren, wordt 'Attenuator' genoemd.
De verzwakker wordt daarna intensief gebruikt signaalgeneratorcircuits Het helpt bij het verzwakken of verminderen van de sterkte van signalen op hoog niveau voordat ze worden toegepast op de Antennecircuits Een verzwakker is een elektronisch apparaat met twee poorten.Het is ontworpen met weerstanden om een signaal te verzwakken of te verzwakken. Verzwakkers zijn passieve circuits, ze werken zonder stroomtoevoer. Deze zijn zowel verkrijgbaar als vaste demper met een vast dempingsniveau als als continu veranderende demper. In tegenstelling tot versterkingspercentage van versterkers, geeft verzwakker het verliespercentage weer. De mate van verzwakking wordt gemeten in decibel.
Ontwerp van verzwakker
Verzwakkers zijn passieve elektronische schakelingen met twee poorten. Deze zijn puur ontworpen met behulp van weerstanden. Hier zijn weerstanden gerangschikt als een spanningsdeler netwerk. Het ontwerp van de verzwakker hangt af van de lijngeometrie van de verbindingsdraden tussen apparaten. Afhankelijk van het feit of een lijn gebalanceerd of ongebalanceerd is, moeten verzwakkers die bij de lijn worden gebruikt, gebalanceerd of ongebalanceerd zijn. Verzwakkers die met coaxiale lijnen worden gebruikt, hebben een ongebalanceerde vorm. Verzwakkers die met twisted-pair worden gebruikt, hebben een gebalanceerde vorm.
Het verzwakkingscircuit is zowel lineair als reciproque op basis van de toepassing, de verzwakker kan unidirectioneel of bidirectioneel zijn. Wanneer het verzwakkingscircuit symmetrisch is gemaakt, zal er geen verschil zijn tussen de invoerpoort en de uitvoerpoort. In dat geval wordt in de regel de linkerpoort als input beschouwd en de rechterpoort als output.
Verzwakkers worden ook aangetroffen als ingebouwde circuits in signaalgeneratoren en als stand-alone circuits. Stand-alone verzwakkers worden in serie geplaatst tussen een signaalbron en een belastingscircuit op het signaalpad. In dat geval moet het niet alleen zorgen voor verzwakking, maar ook overeenkomen met de bronimpedantie en de belastingsimpedantie. Verzwakkers worden aangetroffen in radiocommunicatie- en transmissielijnen om het vermogen van het signaal te verminderen.
Soorten verzwakker
Verzwakkers zijn beschikbaar als zowel vaste verzwakkers als instelbare verzwakkers. Vaste verzwakkernetwerken staan bekend als ‘verzwakkingspads '. Deze zijn beschikbaar voor specifieke waarden van 0dB tot 100dB. Verzwakkers worden vaak aangetroffen in radiofrequentie- en optische toepassingen. Radiofrequente verzwakkers worden gebruikt in de elektronische schakelingen, terwijl optische verzwakkers toepassingen vinden in glasvezel.
Weinig gangbare lay-outs van verzwakkingsgebied- T-configuratie, pI-configuratie en L-configuratie. Deze configuraties zijn van een ongebalanceerd type. Het gebalanceerde type T-configuratie en pI-configuraties worden respectievelijk aangeduid als ‘H’-configuratie, O-configuratie. Het gebalanceerde type is een symmetrisch circuit, terwijl ongebalanceerde typen asymmetrische circuits zijn.
T-configuratie verzwakker
Het op RF gebaseerde ontwerp van de verzwakker is van zes typen. Ze zijn vast type, staptype, continu variabel type, programmeerbaar type, DC-bias-type en DC-blokkeringstype.
Vast type
In verzwakkers van het vaste type is het weerstandsnetwerk vergrendeld op een vooraf bepaalde verzwakkingswaarde. Deze worden in het signaalpad vastgelegd om het vermogen van het uitgezonden signaal te verzwakken. Deze kunnen unidirectioneel of bidirectioneel zijn op basis van hun toepassingsvereisten. Deze kunnen beschikbaar zijn als opbouwmontage, golfgeleider of coaxiaal type. In een op chips gebaseerd ontwerp ontwikkelen de verschillende soorten materialen die op het warmtegeleidende substraat worden afgezet de weerstand. Deze weerstandswaarde is afhankelijk van de afmetingen van de chip en de materialen die worden gebruikt voor de productie van chips.
Verzwakker met Pi-configuratie
Stap Type
Deze verzwakkers zijn vergelijkbaar met vaste verzwakkers. Maar in dit type is een drukknop voorzien om de dempingswaarden aan te passen. Deze bieden alleen verzwakkingswaarden van de vooraf gekalibreerde stappen. Afhankelijk van de toepassing kan de verzwakker worden gebruikt in chip-, golfgeleider- of coaxiale formaten.
Continu variabel type
In het type Continu variabel kan de verzwakkingswaarde handmatig worden gewijzigd in elke verzwakkingswaarde uit het opgegeven bereik. Bij dit type worden de weerstanden die aanwezig zijn in het verzwakkernetwerk hersteld met de halfgeleiderelementen, bijvoorbeeld MOSFET of PIN-diode. Vergeleken met het passieve weerstandsnetwerk kan de verzwakking met een grotere resolutie worden gevarieerd door de spanning in de FET-apparaten te veranderen. Hier is het mogelijk om de verzwakking handmatig of met behulp van elektronische signalen te variëren.
Programmeerbaar type
Dit type wordt in de volksmond ook wel de ‘Digital step attenuator’ genoemd. Dit onderdeel wordt bestuurd door een computergestuurd extern stuursignaal. Deze worden bestuurd door de TTL-logische schakelingen met een stapgroottebereik zoals 2,4,6, ……, 32. Als de aangelegde spanning over deze verzwakker lager blijkt te zijn dan 1V, wordt logisch niveau 0 bereikt. Voor spanningen van 3V en hoger wordt logisch niveau 1 gegeven. De bovenstaande logische niveaus worden gebruikt om de enkelpolige en dubbelpolige schakelaars aan te sturen die een aantal verzwakkers op het signaalpad aansluiten. Dit type is ook beschikbaar in de USB-uitvoeringen met de geïnstalleerde software.
Type DC-bias
Dit type verzwakker heeft zowel bij de ingangspoort als de uitgangspoort van het apparaat een capaciteit die de gelijkspanningen blokkeert. Dus afgezien van het verzwakken van de RF-signalen, geeft dit type de DC-signalen door.
Type DC-blokkering
Dit type is vergelijkbaar met het type DC Bias. Het enige verschil tussen deze twee is de manier waarop het DC-signaal volledig wordt geblokkeerd zonder dat er een alternatief pad naar de uitgangspoort loopt.
Optische verzwakkers
Deze zijn vergelijkbaar met de RF-verzwakker, maar in plaats van elektrische signalen verzwakken deze de lichtgolven. Deze verzwakker absorbeert of dissipeert licht volgens de verzwakkingswaarden zonder de golfvorm te veranderen. Net als de RF-verzwakkers, zijn optische verzwakkers ook ontworpen als vast, variabel, programmeerbaar, enz ... Deze zijn ontworpen op basis van de toepassingsvereisten. Vaste optische verzwakkers gebruiken gedoteerde vezels om het als input gegeven licht te verspreiden. Variabele en programmeerbare optische verzwakkers zijn nauw verwant aan de RF variabele en RF programmeerbare verzwakkers.
Verzwakking in netwerken
Verzwakking is de vermindering van de signaalsterkte. Dit is te vinden bij zowel analoge als digitale signalen. De verzwakking wordt gemeten in decibel. Bij glasvezelkabels wordt de verzwakking gemeten als een aantal decibel per voet. De kabel met minder verzwakking per afstandseenheid wordt als efficiënter beschouwd.
Verzwakking wordt gezien in communicatiesystemen wanneer signalen over grote afstanden worden verzonden. In de context van computernetwerken is verzwakking het verlies in de sterkte van communicatie of datasignalen wanneer deze over grote afstanden worden verzonden. Naarmate de verzwakkingssnelheid afneemt, worden de verzonden gegevens meer vervormd. De belangrijkste oorzaken van verzwakking in het computernetwerk zijn:
- Bereik - Zowel bij bedrade als draadloze communicatie neemt de sterkte van het signaal geleidelijk af wanneer een signaal over lange afstanden wordt verzonden.
- Interferentie Elke vorm van interferentie, zoals fysieke obstructies, vermindert de sterkte van verzonden signalen.
Typische waarden voor lijnverzwakking op het DSL-netwerk variëren van 5dB tot 50dB. Hier wordt de verzwakking gemeten als het signaalverlies tussen het toegangspunt van de provider en het huis. Verlaag de waarde van de verzwakking om de signaalkwaliteit te verbeteren. Voor Wi-Fi-netwerken wordt dynamische snelheidsaanpassing waargenomen. Dit past automatisch de maximale datarate van de verbinding omhoog of omlaag aan, afhankelijk van de transmissiekwaliteit van de lijn.
Toepassingen van verzwakkers
Enkele van de opmerkelijke toepassingen van verzwakkers zijn als volgt-
- Verzwakkers worden gebruikt als volumeregelingsapparatuur in omroepstations.
- Voor testdoeleinden in laboratoria, om kleinere spanningssignalen te verkrijgen, worden verzwakkers gebruikt.
- Vaste verzwakkers worden gebruikt om de impedantie-aanpassing in circuits te verbeteren.
- Deze worden gebruikt om de circuits te beschermen tegen schade veroorzaakt door hoge spanningswaarden.
- HF-verzwakkers worden gebruikt voor de beschermende dissipatie van vermogen bij het meten van HF-signalen.
- Optische verzwakkers worden toegepast in glasvezelcommunicatie om de zender- en ontvangerniveaus goed af te stemmen.
Veelgestelde vragen
1). Wat doet een RF-verzwakker?
Om systemen te beschermen tegen de schade die wordt veroorzaakt door de hoge vermogenssignalen die te hoog zijn om door het circuit te worden verwerkt, helpen RF-verzwakkers het amplitudeniveau van het ingangssignaal te verminderen.
2). Wat is passieve verzwakker?
Een passieve verzwakker is een verzwakkingscircuit dat puur uit weerstanden bestaat. Dit circuit heeft geen voeding nodig om te functioneren.
3). Hoe wordt de verzwakking gemeten?
De verzwakking wordt gemeten als de eenheden decibel per lengte-eenheid van het medium.
4). Wat is de oorzaak van verzwakking in optische vezels?
Bij optische vezels zijn twee hoofdoorzaken van verzwakking absorptie en verstrooiing.
5). Wat is het gebruik van verzwakker voor tv-signalen?
Verzwakker die wordt gebruikt voor tv-signalen om het signaalvermogen aan te passen en interferentie te verminderen.
Attenuator helpt bij het verminderen van signaalniveaus. Hier hangt de vermogensdissipatie van het apparaat af van het oppervlak en de massa van het weerstandsmateriaal dat in zijn netwerk wordt gebruikt. Enkele van de belangrijke kenmerken van de RF-verzwakker zijn de nauwkeurigheid, lage SWR, vlakke frequentierespons en herhaalbaarheid.
