La tecnología de comunicación inalámbrica ha allanado el camino para inventos muy interesantes. También se conoce como comunicación 'por aire'. Esta tecnología hizo móvil y comunicación interplanetaria una realidad. La primera comunicación móvil inventada en 1880 fue el 'Fotófono'. Utilizaba la luz del sol para transferir el audio de un punto a otro. En los sistemas de telecomunicaciones, se utiliza alguna forma de energía como ondas de radio o energía acústica para transferir la información de un lugar a otro. Aquí no se utilizan cables y el medio de propagación suele ser el aire. Hay algunos desafíos que enfrenta esta tecnología que degrada su eficiencia y confiabilidad. Uno de esos desafíos es la atenuación. El dispositivo utilizado para la atenuación es el atenuador.
¿Qué es el atenuador?
Las señales se envían de un lugar a otro a través de un medio. Estas señales pueden ser señales de datos, señales de voltaje, señales de corriente, etc. Cuando la distancia recorrida por la señal aumenta, la fuerza de la señal disminuye gradualmente. Esta pérdida gradual de intensidad de las señales a través del medio se denomina Atenuación.
Aunque se considera un desafío para la transferencia de señales a larga distancia, este fenómeno resulta útil en muchas otras tareas. El dispositivo que está diseñado para reducir la potencia de las señales sin alterar su forma de onda se denomina 'Atenuador'.
El atenuador se utiliza mucho después circuitos generadores de señales . Ayuda a atenuar o reducir la fuerza de las señales de alto nivel antes de aplicarlas al Circuitos de antena . Un atenuador es un dispositivo electrónico de dos puertos Está diseñado utilizando resistencias para debilitar o atenuar una señal. Los atenuadores son circuitos pasivos, funcionan sin fuente de alimentación. Están disponibles tanto como atenuador fijo con un nivel de atenuación fijo como como atenuador que cambia continuamente. A diferencia del porcentaje de ganancia de los amplificadores, el atenuador proporciona un porcentaje de pérdida. La cantidad de atenuación se mide en decibelios.
Diseño de atenuador
Los atenuadores son circuitos electrónicos pasivos de dos puertos. Estos están diseñados puramente usando resistencias. Aquí, las resistencias están dispuestas como divisor de voltaje la red. El diseño del atenuador depende de la geometría de la línea de los cables de conexión entre los dispositivos. Dependiendo de si una línea está balanceada o no balanceada, los atenuadores usados con la línea deben estar balanceados o no balanceados. Los atenuadores utilizados con líneas coaxiales son de forma desequilibrada. Los atenuadores usados con par trenzado son de forma balanceada.
El circuito del atenuador es lineal y recíproco según la aplicación, el atenuador puede ser unidireccional o bidireccional. Cuando el circuito atenuador se hace simétrico, no habrá diferencia entre el puerto de entrada y el puerto de salida. En ese caso, como regla general, el puerto izquierdo se considera como entrada y el puerto derecho como salida.
Los atenuadores también se encuentran como circuitos integrados en generadores de señales, así como en circuitos independientes. Los atenuadores independientes se colocan en serie entre una fuente de señal y un circuito de carga en la ruta de la señal. En tal caso, además de proporcionar atenuación, debe coincidir con la impedancia de la fuente y la impedancia de carga. Los atenuadores se encuentran en las líneas de transmisión y comunicación por radio para reducir la potencia de la señal.
Tipos de atenuador
Los atenuadores están disponibles como atenuadores fijos y atenuadores ajustables. Las redes de atenuadores fijos se conocen como 'Pads atenuadores'. Están disponibles para valores específicos de 0dB a 100dB. Los atenuadores se encuentran comúnmente en aplicaciones de radiofrecuencia y ópticas. Los atenuadores de radiofrecuencia se utilizan en los circuitos electrónicos, mientras que los atenuadores ópticos encuentran aplicaciones en la fibra óptica.
Pocos diseños comunes de atenuador son la configuración T, la configuración pI y la configuración L. Estas configuraciones son de tipo desequilibrado. El tipo equilibrado de configuración T y configuraciones pI se indican como configuración 'H', configuración O respectivamente. El tipo balanceado es un circuito simétrico mientras que los tipos no balanceados son circuitos asimétricos.
Atenuador de configuración T
El diseño del atenuador basado en RF es de seis tipos. Son de tipo fijo, tipo de paso, tipo continuamente variable, tipo programable, tipo de polarización de CC y tipo de bloqueo de CC.
Tipo fijo
En los atenuadores de tipo fijo, la red de resistencias está bloqueada en un valor de atenuación predeterminado. Estos se establecen en la ruta de la señal para atenuar la potencia de la señal transmitida. Estos pueden ser unidireccionales o bidireccionales según los requisitos de su aplicación. Estos pueden estar disponibles como montaje en superficie, guía de ondas o tipos coaxiales. En un diseño basado en chips, los diferentes tipos de materiales depositados sobre el sustrato conductor térmico desarrollan la resistencia. Este valor de resistencia depende de las dimensiones de la viruta y de los materiales utilizados para la producción de la viruta.
Atenuador con configuración Pi
Tipo de paso
Estos atenuadores son similares a los atenuadores fijos. Pero en este tipo, se proporciona un pulsador para ajustar los valores de atenuación. Estos proporcionan valores de atenuación solo de los pasos precalibrados. Dependiendo de la aplicación, el atenuador se puede utilizar en formatos de chip, guía de ondas o coaxial.
Tipo continuamente variable
En el tipo Continuamente variable, el valor de atenuación se puede cambiar manualmente a cualquier valor de atenuación del rango especificado dado. En este tipo, las resistencias presentes en la red de atenuadores se restauran con los elementos de estado sólido, por ejemplo, MOSFET o diodo PIN. En comparación con la red de resistencias pasivas, al cambiar el voltaje en los dispositivos FET, la atenuación se puede variar con mayor resolución. Aquí es posible variar la atenuación manualmente o con la ayuda de señales electrónicas.
Tipo programable
Este tipo también se conoce popularmente como 'atenuador de paso digital'. Este componente está controlado por una señal de control externa impulsada por computadora. Estos son controlados por los circuitos lógicos TTL con un rango de tamaño de paso como 2,4,6, ……, 32. Si se encuentra que el voltaje aplicado a través de este atenuador es menor que 1V, se alcanza el nivel lógico 0. Para voltajes de 3 V y superiores, se proporciona el nivel lógico 1. Los niveles lógicos anteriores se utilizan para controlar los interruptores unipolares y dobles que conectan varios atenuadores en la ruta de la señal. Este tipo también está disponible en los diseños USB con el software instalado.
Tipo de sesgo de CC
Este tipo de atenuador tiene capacitancia tanto en el puerto de entrada como en el puerto de salida del dispositivo que bloquea los voltajes de CC. Así, además de atenuar las señales de RF, este tipo pasa las señales de CC.
Tipo de bloqueo de CC
Este tipo es similar al tipo DC Bias. La única diferencia entre estos dos es la forma en que la señal de CC está totalmente bloqueada sin ninguna ruta alternativa que se dirija hacia el puerto de salida.
Atenuadores ópticos
Son similares al atenuador de RF, pero en lugar de señales eléctricas, atenúan las ondas de luz. Este atenuador absorbe o disipa la luz según los valores de atenuación sin cambiar la forma de onda. Al igual que los atenuadores de RF, los atenuadores ópticos también están diseñados como fijos, variables, programables, etc. Estos se diseñan en función de los requisitos de la aplicación. Los atenuadores ópticos fijos utilizan fibras dopadas para dispersar la luz proporcionada como entrada. Los atenuadores ópticos variables y programables están estrechamente relacionados con la variable de RF y los atenuadores programables de RF.
Atenuación en redes
La atenuación es la reducción de la fuerza de la señal. Esto se puede encontrar con señales analógicas y digitales. La atenuación se mide en decibeles. En los cables de fibra óptica, la atenuación se mide en decibeles por pie. El cable con menos atenuación por unidad de distancia se considera más eficiente.
La atenuación se observa en los sistemas de comunicación cuando las señales se transmiten a largas distancias. En el contexto de las redes de computadoras, la atenuación es la pérdida en la fuerza de las señales de comunicación o datos cuando se transmite a largas distancias. A medida que disminuye la tasa de atenuación, los datos transmitidos se distorsionan más. Las principales causas de atenuación en la red informática son:
- Abarcar - Tanto en la comunicación alámbrica como inalámbrica, cuando una señal se transmite a largas distancias, la intensidad de la señal disminuye gradualmente.
- Interferencia- La interferencia de cualquier forma, como obstrucciones físicas, disminuye la fuerza de las señales transmitidas.
Los valores típicos para la atenuación de línea en la red DSL varían entre 5 dB y 50 dB. Aquí, la atenuación se mide como la pérdida de señal entre el punto de acceso del proveedor y el hogar. Bajar el valor de atenuación mejor la calidad de la señal. Para las redes Wi-Fi, se observa una escala de velocidad dinámica. Esto ajusta automáticamente la velocidad máxima de datos de la conexión hacia arriba o hacia abajo dependiendo de la calidad de transmisión de la línea.
Aplicaciones de atenuadores
Algunas de las aplicaciones notables de los atenuadores son las siguientes:
- Los atenuadores se utilizan como equipo de control de volumen en estaciones de radiodifusión.
- Para fines de prueba en laboratorios, para obtener señales de voltaje más pequeñas, se utilizan atenuadores.
- Los atenuadores fijos se utilizan para mejorar la adaptación de impedancias en los circuitos.
- Se utilizan para proteger los circuitos de los daños causados por valores de alto voltaje.
- Los atenuadores de RF se utilizan para la disipación protectora de potencia en la medición de señales de RF.
- Los atenuadores ópticos se aplican en la comunicación de fibra óptica para ajustar adecuadamente los niveles del transmisor y del receptor.
Preguntas frecuentes
1). ¿Qué hace un atenuador de RF?
Para protestar contra los sistemas por el daño causado por las señales de alta potencia que son demasiado altas para ser procesadas por el circuito, los atenuadores de RF ayudan a reducir el nivel de amplitud de la señal de entrada.
2). ¿Qué es el atenuador pasivo?
Un atenuador pasivo es un circuito atenuador compuesto puramente por resistencias. Este circuito no requiere ninguna fuente de alimentación para funcionar.
3). ¿Cómo se mide la atenuación?
La atenuación se mide como las unidades de decibeles por unidad de longitud del medio.
4). ¿Cuál es la causa de la atenuación en las fibras ópticas?
En las fibras ópticas, dos causas principales de atenuación son la absorción y la dispersión.
5). ¿Cuál es el uso del atenuador para señales de TV?
Atenuador utilizado para señales de TV para ajustar la potencia de la señal y reducir la interferencia.
El atenuador ayuda a reducir los niveles de señal. Aquí, la disipación de potencia del dispositivo depende del área de superficie y la masa del material de resistencia utilizado en su red. Algunas de las características importantes del atenuador de RF son su precisión, baja ROE, respuesta de frecuencia plana y repetibilidad.
