PREGUNTAS FRECUENTES: ¿Qué son los atenuadores?

Por Mark Blackwood, Gerente de Productos de Componentes Pasivos de Pasternack

Los atenuadores son componentes eléctricos diseñados para reducir la amplitud de una señal que pasa por el componente, sin degradar significativamente la integridad de esa señal. Se utilizan en aplicaciones de RF y ópticas. Los atenuadores de RF se utilizan generalmente en los circuitos electrónicos, mientras que los ópticos se emplean en la fibra óptica. Existen esencialmente seis tipos diferentes de diseños de RF: fijos, escalonados, continuamente variables, programables, de polarización de corriente continua y de bloqueo de corriente continua.

Las especificaciones clave de un atenuador que hay que tener en cuenta incluyen la atenuación medida en decibelios (dB), el rango de frecuencias (MHz), el manejo de la potencia (W) y la impedancia (Ohms).

Atenuadores fijos

Los atenuadores suelen consistir en una red resistiva que permite que el calor se disipe a una cierta velocidad. Existen algunas disposiciones básicas: la configuración «T», la configuración «L» y la configuración «pi». Estas disposiciones establecidas ya tienen ecuaciones establecidas y valores de resistencia que se pueden utilizar para obtener la impedancia característica (Z0) a través de un rango de frecuencias, y también se conocen como atenuadores no equilibrados con circuitos asimétricos. El circuito equilibrado o simétrico, versión del atenuador «T», se conoce como la configuración «H», y la versión equilibrada del atenuador Pi, se conoce como la configuración «O».

Los atenuadores fijos se ajustan a una atenuación fija e invariable mediante estas redes resistivas. Se colocan en los trayectos de la señal para disminuir la potencia transmitida. Pueden ser de montaje superficial, de guía de ondas o coaxiales. Según la aplicación, un atenuador puede ser direccional o bidireccional. Una señal sólo puede ir de la entrada a la salida en un atenuador direccional y puede viajar en ambos sentidos en un atenuador bidireccional. En el caso de un atenuador basado en un chip, se desarrolla una resistencia a través de varios materiales depositados sobre un sustrato térmicamente conductor, y dependiendo del proceso -película gruesa o fina- las dimensiones físicas y el material utilizado darán un valor de resistencia determinado. También se puede conseguir una resistencia variable continua del atenuador disponiendo un conjunto de varillas y discos resistivos; aun así, muchos se construyen utilizando chips.

Atenuador escalonado

Los atenuadores de paso son fundamentalmente atenuadores fijos, ya que siguen siendo componentes pasivos que comprenden varias redes resistivas para generar una atenuación determinada. El valor de la atenuación puede seleccionarse mediante un pulsador manual o el giro de un interruptor giratorio. Los atenuadores de paso, a diferencia de los atenuadores variables, sólo pueden generar un valor de atenuación basado en pasos preasignados. Por ejemplo, un atenuador de pasos con pulsador puede ir de 0 a 45,5 dB y, dependiendo de la disposición de los botones, puede aumentar en incrementos de 0,5 dB.

Atenuadores continuamente variables
Los atenuadores continuamente variables pueden ajustarse manualmente para obtener cualquier valor de atenuación dentro de un rango y resolución especificados. En un atenuador activo continuamente variable, las redes de resistencias que hay en los atenuadores fijos y en los atenuadores de paso se han sustituido por elementos de estado sólido, como transistores de efecto de campo semiconductores de óxido metálico (MOSFET) o diodos PIN. Una determinada atenuación puede variarse con mayor resolución controlando la tensión a través del FET o la corriente a través del diodo, que con las redes resistivas pasivas. La atenuación puede ser controlada manualmente o electrónicamente con un motor para mantener una atenuación particular.

Atenuador programable
El atenuador programable, también conocido como atenuador de paso digital, es un componente controlado por un voltaje externo. Este control externo se realiza generalmente por ordenador. Suelen estar controlados por entradas lógicas de transistores (TTL), y los tamaños de paso suelen ser 1, 2, 4, 8, 16 y 32. Los atenuadores controlados por TTL tienen un nivel lógico de ‘0’ cuando la tensión aplicada en un atenuador concreto es inferior a 1 V, y un nivel lógico de ‘1’ cuando la tensión aplicada es típicamente de 3 V o superior. Estos niveles lógicos controlan los interruptores unipolares de doble tiro (SPDT) que conectan los distintos atenuadores en una ruta de señal que produce una atenuación deseable. En el ámbito de los atenuadores programables, también hay diseños controlados por USB para simplificar el acoplamiento del atenuador al ordenador. A menudo, están empaquetados con software establecido, para tener un control fácilmente habilitado del dispositivo.

Atenuador de paso de CC
Los atenuadores de paso de CC, también conocidos como atenuadores de paso de CC, pasan la CC mientras también atenúan la señal de RF. Generalmente tienen una capacitancia en la entrada y en la salida del atenuador que bloquea el paso de la cc, pero permite el paso de la señal de RF-la señal de cc pasa por alto el atenuador a través de otro camino hacia la salida.

Atenuadores de bloqueo de cc
Los atenuadores de bloqueo de cc son similares a los diseños de polarización de cc en el sentido de que bloquean la señal de cc; la diferencia es que la cc está completamente bloqueada sin una salida que vaya a la salida del componente. El bloque de CC puede colocarse en serie con el conductor central, también conocido como «bloque de CC interno»; también puede colocarse en serie con el conductor externo, lo que se conoce como «bloque de CC externo». También hay atenuadores de bloqueo de CC con los bloques de CC interior y exterior.

Atenuadores de guía de onda

Los atenuadores de guía de onda atenúan una señal de RF en un sistema de guía de onda; esto se logra típicamente colocando una película resistiva en el centro de la guía de onda. Un atenuador de guía de onda continuamente variable suele utilizar un tornillo para ajustar este material resistivo desde un lado de la pared de la guía de onda hasta el centro; en este caso, el material resistivo tiene una forma que permite una variación lineal de la atenuación. Algunos diseños de guías de ondas permiten al usuario introducir un valor manualmente, mediante un dial, para obtener una atenuación específica. Esto simplifica el proceso al eliminar el paso de ajustar el tornillo en un atenuador de guía de onda continuamente variable y tener que medir la atenuación hasta alcanzar el valor deseado.

Atenuadores ópticos
Los atenuadores ópticos atenúan las ondas de luz en lugar de las ondas de electrones, por lo que este atenuador suele funcionar como un componente que absorbe o disipa la luz. Al igual que los diseños de RF, hay varios tipos de diseños ópticos diseñados específicamente para una aplicación. Los atenuadores ópticos fijos suelen aprovechar las fibras dopadas o los empalmes compensados para dispersar la luz. Los atenuadores ópticos variables son similares a los atenuadores variables de RF y a los atenuadores de paso programables, en el sentido de que pueden ser controlados manual o electrónicamente para producir una atenuación específica.

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