Аттенюатор для генератора сигналов своими руками

Резистивные схемы аттенюаторов. Расчёт онлайн.

П-образные, Т-образные аттенюаторы для симметричных и несимметричных
линий. Регулируемые многоступенчатые аттенюаторы.

На сегодняшнем заседании нашей радиолюбительской ячейки мы обнародуем перечень мероприятий по конструированию и расчёту узла, предназначенного для банального ослабления амплитуды (мощности) сигнала без существенного искажения его формы — аттенюатора.
Аттенюаторы — это, в большинстве случаев, пассивные конструкции, сделанные из незатейливых резистивных или реактивных делителей напряжения.

Столь простые по замыслу устройства, тем не менее, находят многочисленные применения, как-то:
— Уменьшение уровня сигнала для предотвращения перегрузки и, соответственно, расширения динамического диапазона оборудования.
— Снижение амплитуды или мощности сигнала до нужного уровня с целью его корректного измерения, а также для защиты измерительного прибора от перегрузки или выгорания.
— Согласование импедансов источника и нагрузки для снижения коэффициента стоячей волны (КСВ).
— Увеличение изоляции (развязки) между источником и нагрузкой, вследствие уменьшения взаимодействия между ними.

С точки зрения логики работы, аттенюатор является полной противоположностью усилителя, хотя эти устройства и имеют абсолютно разные принципы работы.

Основные характеристики аттенюаторов:
— Ослабление мощности (или амплитуды), которое выражается в децибелах.
— Частотный диапазон, внутри которого задаётся точность ослабления аттенюатора.
— Собственно говоря, сама точность (погрешность) аттенюатора.
— Максимальная мощность, которая может быть переварена аттенюатором без вреда для здоровья.
— Входное и выходное сопротивления, определяющие КСВ (коэффициент стоячей волны) по входу и выходу.

Ну и хватит о грустном. Давайте рассмотрим основные схемы, используемые в аттенюаторах.

Рис.1

Рис.1 а) — схема несбалансированного Т-образного аттенюатора,
Рис.1 б) — схема сбалансированного Т-образного аттенюатора,
Рис.1 в) — схема несбалансированного П-образного аттенюатора,
Рис.1 г) — схема сбалансированного П-образного аттенюатора.

Данные аттенюаторы являются горизонтально симметричными — импеданс устройства на входе совпадает с импедансом устройства на выходе.
Несбалансированные аттенюаторы предназначены для работы с вертикально несимметричными линиями, такими как коаксиальные кабели, в то время как,
Сбалансированные аттенюаторы предназначены для симметричных линий, к примеру, для работы с витой парой.

Формулы для расчёта элементов Т-образного аттенюатора выглядят следующим образом:
,
где Z — импеданс аттенюатора, а V — отношение входной и выходной амплитуд.

Формулы для расчёта элементов П-образного аттенюатора:

Сдобрим пройденный материал калькулятором.

КАЛЬКУЛЯТОР РАСЧЁТА ЭЛЕМЕНТОВ П и Т-ОБРАЗНОГО АТТЕНЮАТОРА.

Если же в хозяйстве понадобился аттенюатор с несколькими значениями ступенчато — изменяемого ослабления сигнала, то сделать это можно путём последовательного соединения нескольких простейших ячеек, описанных и рассчитанных на калькуляторе выше.

Для иллюстрации приведу схему регулируемого аттенюатора от словенского специалиста Матиаса Видмара.

Рис.2

Устройство позволяет производить плавное ослабление сигналов (вернее ступенчатое с точностью до 1dB) вплоть до 131dB в частотном диапазоне — до 500MHz.
Ссылка на страницу автора — http://lea.hamradio.si/

А теперь предположим, что нам не хочется ставить кучу переключающих тумблеров, а так и подмывает довольствоваться одним переключателем на несколько положений, либо, вообще, обойтись без коммутирующих элементов, а поставить по разъёму на каждый уровень аттенюации.
Обратимся за помощью к схеме W. Sorokine, Radio-Consiwcteur et Depanneur, Paris, octobre 1968, p. 253.

Рис.3

В источнике приведены следующие формулы для расчёта номиналов элементов:

В каждой точке выхода такой модели аттенюатора внутреннее сопротивление равно сопротивлению нагрузки Rн. Величина аттенюации одинакова для всех ступеней и может быть выбрана любой величины.
Любой, да не очень!
Детальное рассмотрение схемы выявило корректную работу аттенюатора, только при значениях аттенюации, кратных 10. К тому же этот параметр рассчитывается при отсутствии нагрузки в режиме холостого хода, т.е. при её включении — добавляются дополнительные 6дБ ослабления сигнала.
А вот количество ступеней ослабления может быть выбрано любым.

Тем не менее, в связи с достаточно частой практикой применения данной схемы, приведу калькулятор и для неё.

Источник

Самодельные аттенюаторы

Аттенюа́тор — это устройство, предназначенное для ослабления электрических или электромагнитных колебаний.

Его можно использовать как средство измерения для плавного, ступенчатого или фиксированного ослабления сигнала.

Разнообразие аттенюаторов

АТТЕНЮАТОР С КОММУТАЦИЕЙ

В любой точке выхода такой модели аттенюатора внутреннее сопро­тивление равно сопротивлению нагрузки RL. Номиналы элементов, указанные на схеме, соответствуют аттенюации в соотношении А = 10 и RL = 50 Ом.

W. Sorokine, Radio-Consiwcteur et Depanneur, Paris, octobre 1968, p. 253

ЛЕСТНИЧНЫЙ АТТЕНЮАТОР

Восемь двойных переключателей этого устройства позволяют осуще­ствлять комбинации ослабления до 81 дБ. Входные импедансы вхо­да и выхода остаются постоянными, равными 50 Ом.

H.-P. Rust, Funkamateur, Berlin, No. 7/97, p. 802

КОМПЕНСИРОВАННЫЙ АТТЕНЮАТОР

Отношение аттенюации, возможное при использовании устройства, показанного на схеме: (R2 + R3) / (R1 + R2 + R3) и R3 /(R1 + R2 + R3).

Оно должно быть таким же для ёмкостных сопротивлений соответствующих конденсаторов. Конденсатор С1 можно заменить ёмкостью между контактами коммутатора, если конденсаторы С2, С3 переменные.

В случае применения этой схемы в осциллографе подстройка производится до получения оптимальной формы прямоугольного сигнала.

Аттенюаторы с П и Т-образными ячейками

W. Sorokine, Radio-Consiwcteur et Depanneur, Paris, octobre 1968, p. 253

Входные и выходные импедансы аттенюатора могут быть разными. Значение А (фактор аттенюации по мощности) должно быть достаточно высоким. В противном случае можно получить отрицательные результаты.

Аттенюаторы на диодах

Данное устройство может работать за пределами -100Дб даже с напряжением в несколько вольт на входе при условии, что постоянный ток в первой паре диодов больше переменного тока, вызванного приложенным сигналом. На повышенных частотах может появиться необходимость компенсировать входную ёмкость транзистора. Напряжение на выводах диодов изменяется примерно так же, как логарифм фактора атенюации.

Аттенюаторы на PIN-диодах BAR-60 и BAR-61

Эти устройства могут быть использованы для работы на частоте от 10 МГц и выше. При частоте 100 МГц сопротивление проводимости уменьшается с 2,8 кОм для прямого тока 10 мкА до 7 Ом для 10 мА. Присоединение в случае модуля BAR 61 (см. рис.) транзистора n-р-n позволяет получить повышенные прямые токи через диоды.

АТТЕНЮАТОР С ПОЛЕВЫМИ ТРАНЗИСТОРАМИ

При наличии на затворе напряжений, отрицательных по отношению к источникам, аттенюатор может ослаблять сигнал до 60 и даже до 70 дБ, если пропустить ток 1 мА в цепь затвора. Входная амплитуда может достигать нескольких вольт при условии, что аттенюация ми­нимальна.

Источник: ВПР, 400 новых радиоэлектронных схем, Герман Шрайбер.

ПОДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ

П О П У Л Я Р Н О Е:

Простой усилитель, всего на одном транзисторе можно сделать для усиления слабого ВЧ сигнала для радиоприёмника, телевизора или радиостанции.

В статье, ниже представлены две схемы простых усилителей. Ч ем покупать в магазине, дешевле самому собрать усилитель, с характеристиками порой не хуже, чем магазинный .

Схема данного индикатора способна улавливать приближение человека или животного на расстоянии до 0,5 м, а также его можно использовать в качестве охранного устройства, определения действующей скрытой проводки или просто для развлечения.

Принцип его работы – увеличение наводки переменного напряжения в антенне при приближении к ней объекта с последующей индикацией, с помощью мигающего светодиода.

Хорошим и нужным в хозяйстве мастера будет устройство, получающее высокотемпературное пламя (около 2000° С) из нескольких литров воды!

В этом Вы можете убедиться, ознакомившись с описанием устройства разработанного мною электролизера.

Предлагается очень простая конструкция, в которой нет баллонов, редукторов, вентилей и сложной горелки.

Ваш комментарий

— НАВИГАТОР —

ПОИСК от GOOGLE:

Архивы статей

Страницы

Прочее

Архивы

Мы в соц.сетях:

Подписка RSS

Подпишитесь на нашу RSS-ленту, чтобы получать новости сайта. Будь всегда на связи!

Коротко о сайте:

Мастер Винтик. Всё своими руками! — это сайт для любителей делать, ремонтировать, творить своими руками! Здесь вы найдёте бесплатные справочники, программы.
На сайте подобраны простые схемы, а так же советы для начинающих самоделкиных. Часть схем и методов ремонта разработана авторами и друзьями сайта. Остальной материал взят из открытых источников и используется исключительно в ознакомительных целях.

Вы любите мастерить, делать поделки? Присылайте фото и описание на наш сайт по эл.почте или через форму.
Программы, схемы и литература — всё БЕСПЛАТНО!

Если сайт понравился, добавьте в избранное (нажмите Ctrl + D), а также можете подписаться на RSS новости и всегда получать новые статьи по ленте.
Если у вас есть вопрос по схеме или поделке? Добро пожаловать на наш ФОРУМ!
Мы всегда рады оказать помощь в настройке схем, ремонте, изготовлении поделок!

Источник

Про самодельные аттенюаторы

Пополнен технический раздел, тема об аттенюаторах. Аттенюа́тор — это устройство, предназначенное для ослабления электрических или электромагнитных колебаний. Его можно использовать как средство измерения для плавного, ступенчатого или фиксированного ослабления сигнала.

Аттенюатор с коммутацией

В любой точке выхода такой модели аттенюатора внутреннее сопротивление равно сопротивлению нагрузки RL. Номиналы элементов, указанные на схеме, соответствуют аттенюации в соотношении А = 10 и RL = 50 Ом.

W. Sorokine, Radio-Consiwcteur et Depanneur, Paris, octobre 1968, p. 253

Лестничный аттенюатор

Восемь двойных переключателей этого устройства позволяют осуществлять комбинации ослабления до 81 дБ. Входные импедансы входа и выхода остаются постоянными, равными 50 Ом.

H.-P. Rust, Funkamateur, Berlin, No. 7/97, p. 802

Компенсированный аттенюатор

Отношение аттенюации, возможное при использовании устройства, показанного на схеме: (R2 + R3) / (R1 + R2 + R3) и R3 /(R1 + R2 + R3).

Оно должно быть таким же для ёмкостных сопротивлений соответствующих конденсаторов. Конденсатор С1 можно заменить ёмкостью между контактами коммутатора, если конденсаторы С2, С3 переменные.

В случае применения этой схемы в осциллографе подстройка производится до получения оптимальной формы прямоугольного сигнала.

Аттенюаторы с П и Т-образными ячейками

W. Sorokine, Radio-Consiwcteur et Depanneur, Paris, octobre 1968, p. 253

Входные и выходные импедансы аттенюатора могут быть разными. Значение А (фактор аттенюации по мощности) должно быть достаточно высоким. В противном случае можно получить отрицательные результаты.

Аттенюаторы на диодах

Данное устройство может работать за пределами -100Дб даже с напряжением в несколько вольт на входе при условии, что постоянный ток в первой паре диодов больше переменного тока, вызванного приложенным сигналом. На повышенных частотах может появиться необходимость компенсировать входную ёмкость транзистора. Напряжение на выводах диодов изменяется примерно так же, как логарифм фактора атенюации.

Аттенюаторы на PIN-диодах BAR-60 и BAR-61

Эти устройства могут быть использованы для работы на частоте от 10 МГц и выше. При частоте 100 МГц сопротивление проводимости уменьшается с 2,8 кОм для прямого тока 10 мкА до 7 Ом для 10 мА. Присоединение в случае модуля BAR 61 (см. рис.) транзистора n-р-n позволяет получить повышенные прямые токи через диоды.

Аттенюатор с полевыми транзисторами

При наличии на затворе напряжений, отрицательных по отношению к источникам, аттенюатор может ослаблять сигнал до 60 и даже до 70 дБ, если пропустить ток 1 мА в цепь затвора. Входная амплитуда может достигать нескольких вольт при условии, что аттенюация минимальна.

Источник: ВПР, 400 новых радиоэлектронных схем, Герман Шрайбер.

Источник