FAQ : Que sont les atténuateurs ?

Par Mark Blackwood, chef de produit composants passifs chez Pasternack

Les atténuateurs sont des composants électriques conçus pour réduire l’amplitude d’un signal traversant le composant, sans dégrader significativement l’intégrité de ce signal. Ils sont utilisés dans les applications RF et optiques. Les atténuateurs RF sont généralement utilisés dans les circuits électroniques, tandis que les atténuateurs optiques sont utilisés dans les fibres optiques. Il existe essentiellement six différents types de conceptions RF : fixe, à échelons, variable en continu, programmable, polarisation en courant continu et blocage en courant continu.

Les spécifications clés d’un atténuateur à considérer comprennent l’atténuation mesurée en décibels (dB), la gamme de fréquences (MHz), la tenue en puissance (W) et l’impédance (Ohms).

Attténuateurs fixes

Les atténuateurs consistent généralement en un réseau résistif qui permet à la chaleur de se dissiper à un certain rythme. Il existe quelques dispositions de base – la configuration en « T », la configuration en « L » et la configuration en « pi ». Ces configurations établies ont déjà des équations et des valeurs de résistance qui peuvent être utilisées pour obtenir l’impédance caractéristique (Z0) sur une gamme de fréquences, et sont également connues comme des atténuateurs non équilibrés avec des circuits asymétriques. La version équilibrée ou à circuit symétrique, de l’atténuateur « T », est connue sous le nom de configuration « H », et la version équilibrée de l’atténuateur Pi, est connue sous le nom de configuration « O ».

Les atténuateurs fixes sont réglés à une atténuation fixe et immuable par ces réseaux résistifs. Ils sont placés dans les chemins de signaux pour diminuer la puissance transmise. Ils peuvent être de type montage en surface, guide d’ondes ou coaxial. En fonction de l’application, un atténuateur peut être directionnel ou bidirectionnel. Un signal ne peut aller que de l’entrée à la sortie dans un atténuateur directionnel et peut aller dans les deux sens dans un atténuateur bidirectionnel. Dans le cas d’un atténuateur sur puce, une résistance est développée à l’aide de divers matériaux déposés sur un substrat thermoconducteur. Selon le procédé utilisé (film épais ou film mince), les dimensions physiques et le matériau utilisé donneront tous une valeur de résistance particulière. Une résistance d’atténuateur variable continue peut également être obtenue en disposant un assemblage de tiges et de disques résistifs ; encore, beaucoup sont construits à l’aide de puces.

Atténuateur à échelon

Les atténuateurs à échelons sont fondamentalement des atténuateurs fixes, car ce sont toujours des composants passifs qui comprennent divers réseaux résistifs pour générer une atténuation particulière. La valeur d’atténuation peut être sélectionnée à l’aide d’un bouton-poussoir manuel ou d’un commutateur rotatif. Les atténuateurs à paliers, contrairement aux atténuateurs variables, ne peuvent générer une valeur d’atténuation que sur la base de paliers pré-attribués. Par exemple, un atténuateur à paliers à bouton-poussoir peut aller de 0 à 45,5 dB et, selon la disposition des boutons, peut être augmenté par incréments de 0,5 dB.

Aténuateurs à variation continue
Les atténuateurs à variation continue peuvent être réglés manuellement pour donner n’importe quelle valeur d’atténuation dans une plage et une résolution spécifiées. Dans un atténuateur actif à variation continue, les réseaux de résistances qui se trouvent dans les atténuateurs fixes et les atténuateurs à échelons ont été remplacés par des éléments à semi-conducteurs tels que des transistors à effet de champ à semi-conducteurs à oxyde métallique (MOSFET) ou des diodes PIN. Une atténuation particulière peut être modifiée avec une plus grande résolution en contrôlant la tension aux bornes du transistor à effet de champ ou le courant aux bornes de la diode, qu’avec des réseaux résistifs passifs. L’atténuation peut être contrôlée manuellement ou électroniquement avec un moteur pour maintenir une atténuation particulière.

Atténuateur programmable
L’atténuateur programmable, également connu sous le nom d’atténuateur à échelons numériques, est un composant contrôlé par une tension externe. Cette commande externe est généralement pilotée par ordinateur. Ils sont souvent commandés par des entrées logiques transistorisées (TTL), et les tailles de pas sont généralement de 1, 2, 4, 8, 16 et 32. Les atténuateurs commandés par TTL ont un niveau logique de « 0 » lorsque la tension appliquée à un atténuateur particulier est inférieure à 1 V, et un niveau logique de « 1 » lorsque la tension appliquée est généralement de 3 V ou plus. Ces niveaux logiques commandent des commutateurs unipolaires à deux positions (SPDT) qui connectent les différents atténuateurs dans un chemin de signal qui produit une atténuation souhaitable. Dans le domaine des atténuateurs programmables, il existe également des modèles contrôlés par USB pour simplifier le couplage de l’atténuateur à l’ordinateur. Souvent, ils sont emballés avec un logiciel établi, pour avoir facilement activé le contrôle de l’appareil.

Atténuateur de passage cd
Les atténuateurs de polarisation cd également connus comme atténuateurs de passage de polarisation cd, passe cd tout en atténuant également le signal RF. Ils ont généralement une capacité sur l’entrée et la sortie de l’atténuateur qui bloque le dc de passer sur elle, mais permet au signal RF de passer – le signal dc contourne l’atténuateur par un autre chemin vers la sortie.

Aténuateurs de blocage dc
Les atténuateurs de blocage dc sont similaires aux conceptions de polarisation dc en ce qu’ils bloquent le signal dc ; la différence est que le dc est complètement bloqué sans une sortie allant à la sortie du composant. Le bloc c.c. peut être placé en série avec le conducteur central, également appelé « bloc c.c. interne » – il peut également être placé en série avec le conducteur externe, ce qui est connu comme un « bloc c.c. externe ». Il existe également des atténuateurs à blocage c.c. avec les blocs c.c. intérieurs et extérieurs.

Atténuateurs à guide d’ondes

Les atténuateurs à guide d’ondes atténueront un signal RF dans un système de guide d’ondes ; ceci est généralement réalisé en apposant un film résistif au centre du guide d’ondes. Un atténuateur de guide d’ondes à variation continue utilise généralement une vis pour ajuster ce matériau résistif d’un côté de la paroi du guide d’ondes vers le centre ; dans ce cas, le matériau résistif est façonné pour produire une variation linéaire de l’atténuation. Certains modèles de guides d’ondes permettent à l’utilisateur d’entrer une valeur manuellement, à l’aide d’un cadran, pour obtenir une atténuation spécifique. Cela simplifie le processus en supprimant l’étape de réglage de la vis dans un atténuateur de guide d’ondes à variation continue et la nécessité de mesurer l’atténuation jusqu’à ce que la valeur souhaitée soit atteinte.

Attténuateurs optiques
Les atténuateurs optiques atténuent les ondes lumineuses au lieu des ondes électroniques, de sorte que cet atténuateur fonctionne généralement comme un composant qui absorbe ou dissipe la lumière. Comme pour les conceptions RF, il existe plusieurs types de conceptions optiques spécifiquement conçues pour une application. Les atténuateurs optiques fixes utilisent généralement des fibres dopées ou des épissures décalées pour disperser la lumière. Les atténuateurs optiques variables sont similaires aux atténuateurs variables RF et aux atténuateurs à échelons programmables, en ce sens qu’ils peuvent être contrôlés manuellement ou électroniquement pour donner une atténuation spécifique.

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