FAQ: O que são atenuadores?

Por Mark Blackwood, Gestor de Produto de Componentes Passivos da Pasternack

Atenuadores são componentes eléctricos concebidos para reduzir a amplitude de um sinal que passa através do componente, sem degradar significativamente a integridade desse sinal. Eles são utilizados em aplicações de RF e ópticas. Os atenuadores de RF são geralmente utilizados em circuitos eletrônicos, enquanto os óticos são utilizados em fibra ótica. Existem essencialmente seis tipos diferentes de desenhos de RF: fixo, escalonado, continuamente variável, programável, viés dc e bloqueio dc.

As especificações-chave de um atenuador a considerar incluem a atenuação medida em decibéis (dB), faixa de frequência (MHz), manipulação de potência (W) e impedância (Ohms).

Atenuadores fixos

Attenuadores normalmente consistem em uma rede resistiva que permite que o calor se dissipe a uma certa velocidade. Existem alguns layouts básicos – a configuração “T”, a configuração “L” e a configuração “pi”. Estes layouts estabelecidos já têm equações e valores de resistência definidos que podem ser usados para produzir a impedância característica (Z0) em uma faixa de freqüências, e também são conhecidos como atenuadores desbalanceados com circuitos assimétricos. O circuito balanceado ou simétrico, versão do atenuador “T”, é conhecido como a configuração “H”, e a versão balanceada do atenuador Pi, é conhecida como a configuração “O”.

A atenuadores fixos são ajustados a uma atenuação fixa e imutável por estas redes resistivas. Eles são colocados em caminhos de sinal para diminuir a potência transmitida. Podem ser do tipo montagem à superfície, guia de onda ou coaxial. Dependendo da aplicação, um atenuador pode ser direcional ou bidirecional. Um sinal só pode ir de entrada para saída em um atenuador direcional e pode percorrer os dois sentidos em um atenuador bidirecional. Para um atenuador baseado em chip, uma resistência é desenvolvida através de vários materiais depositados em um substrato termicamente condutivo e, dependendo do processo – filme espesso ou filme fino – as dimensões físicas e o material utilizado produzirão um determinado valor de resistência. Uma resistência contínua variável do atenuador também pode ser obtida arranjando um conjunto de hastes e discos resistivos; ainda assim, muitos são construídos usando chips.

Atenuador de passo

A atenuadores de passos são atenuadores fundamentalmente fixos, pois ainda são componentes passivos que compreendem várias redes resistivas para gerar uma atenuação particular. O valor da atenuação pode ser selecionado com base em um botão manual, ou no giro de um interruptor rotativo. Os atenuadores de passos, ao contrário dos atenuadores variáveis, só podem gerar um valor de atenuação baseado em passos pré-alocados. Por exemplo, um atenuador de passos de botão pode ir de 0 a 45,5 dB e, dependendo da disposição dos botões, pode ser aumentado em incrementos de 0,5 dB.

A atenuadores continuamente variáveis
A atenuadores continuamente variáveis podem ser ajustados manualmente para produzir qualquer valor de atenuação dentro de um intervalo e resolução especificados. Em um atenuador continuamente variável ativo, as redes de resistores que estão em atenuadores fixos e atenuadores de passo foram substituídas por elementos de estado sólido, como transistores de efeito de campo semicondutor de óxido metálico (MOSFETs) ou díodos PIN. Uma atenuação particular pode ser variada com maior resolução, controlando a tensão através do FET ou corrente através do diodo, do que com as redes resistivas passivas. A atenuação pode ser controlada manualmente ou electronicamente com um motor para manter uma atenuação particular.

Atenuador programável
O atenuador programável, também conhecido como um atenuador de passo digital, é um componente controlado por uma tensão externa. Este controlo externo é geralmente controlado por computador. Eles são frequentemente controlados por entradas de lógica de transistor-transistor (TTL), e os tamanhos dos passos são tipicamente 1, 2, 4, 8, 16, e 32. Os atenuadores controlados por TTL têm um nível lógico de ‘0’ quando a tensão aplicada a um determinado atenuador é inferior a 1 V, e um nível lógico de ‘1’ quando a tensão aplicada é tipicamente de 3 V ou superior. Estes níveis lógicos controlam comutadores de um pólo, de dois fios (SPDT) que ligam os diferentes atenuadores num caminho de sinal que produz uma atenuação desejável. No domínio dos atenuadores programáveis, também existem desenhos controlados por USB para simplificar o acoplamento do atenuador ao computador. Muitas vezes, eles são embalados com software estabelecido, para ter prontamente habilitado o controle do dispositivo.

Dc passando atenuador
DC atenuadores de polarização também conhecidos como atenuadores de polarização dc passando atenuadores, passa dc enquanto também atenua o sinal de RF. Eles geralmente têm uma capacitância na entrada e saída do atenuador que bloqueia a passagem de dc, mas permite que o sinal de RF passe – o sinal de dc passa o atenuador por outro caminho para a saída.

Dc blocking attenuators
DC blocking attenuators are similar to dc bias designs in that they block the dc signal; the difference is that the dc is completely blocked without an outlet going to the output of the component. O bloco dc pode ser colocado em série com o condutor central, também conhecido como “bloco interno dc” – também pode ser colocado em série com o condutor externo, que é conhecido como “bloco externo dc”. Existem também atenuadores de bloqueio dc com os blocos dc internos e externos.

A atenuadores de guia de onda

A atenuadores de guia de onda irão atenuar um sinal de RF em um sistema de guia de onda; isto é tipicamente realizado pela afixação de um filme resistivo no centro da guia de onda. Um atenuador de guia de onda continuamente variável normalmente usa um parafuso para ajustar este material resistivo de um lado da parede da guia de onda para o centro; neste caso, o material resistivo é moldado para produzir uma variação linear na atenuação. Alguns projetos de guias de onda permitem ao usuário inserir um valor manualmente, usando um seletor, para obter uma atenuação específica. Isto simplifica o processo cortando o passo de ajuste do parafuso em um atenuador de guia de onda continuamente variável e tendo que medir a atenuação até que o valor desejado seja alcançado.

Atenuadores ópticos
Atenuadores ópticos atenuam ondas de luz em vez de ondas de elétrons de modo que este atenuador normalmente funciona como um componente que absorve ou dissipa a luz. Similar aos desenhos de RF, existem vários tipos de desenhos ópticos projetados especificamente para uma aplicação. Os atenuadores ópticos fixos normalmente aproveitam fibras dopadas ou emendas offset para dispersar a luz. Os atenuadores ópticos variáveis são semelhantes aos atenuadores variáveis de RF e aos atenuadores de passos programáveis, na medida em que podem ser controlados manualmente ou eletronicamente para produzir uma atenuação específica.

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