|
10/20/30 dB RF attenuator
|
0, 10, 20 and 30 dB verzwakker
|
verzwakken
Wanneer een gevoelig meetinstrument (zoals een spectrum analyser) te veel signaal ingevoerd krijgt, is de kans groot dat het instrument kapot gaat. Om toch te sterke signalen te kunnen meten moet het signaal worden gedempt.
impedantie
Verzwakking kan bijvoorbeeld met een variabele weerstand, maar het nadeel is dat de impedantie van de schakeling afhankelijk is van de ingestelde weerstand. De wens is om een verzwakker te creëren waarbij er verzwakking wordt gecreëerd waarbij de impedantie stabiel blijft. In de praktijk is dir doorgaans 50 Ohm omdat vrijwel alle RF kabels en apparatuur ingericht zijn op 50 Ohm. Door drie weerstanden te combineren tot een "T-schakeling" of een "PI-schakeling" kan een gewenste verzwakking worden bereikt waarbij de impedantie 50 Ohm blijft. De waarden van de drie weerstanden zijn wel aan elkaar gekoppeld.
rekenkundige en werkelijke weerstand
Om de gewenste waarde te krijgen is het mogelijk om meerdere weerstanden parallel of in serie te schakelen om de gewenste verzwakking te verkrijgen. De weerstandwaarde is rekenkundig te bepalen aan de hand van de gewenste impedantie en verzwakking. Vaak bestaat de rekenkundige weerstand niet waardoor de dichtsbijzijnde weerstand moet worden gekozen. Het kans zelfs zijn dat de nauwkeurige E192 reeks al niet de juiste weerstandwaarde heeft. Door weerstanden te combineren kan de ideale weerstand worden benaderd. Hieronder staat de schakeling van kant en klare verzwakker dat via eBay gekocht is. Ook is te zien dat er weerstanden zijn gecombineerd om de ideale rekenkundige weerstand te benaderen.
De verzwakking is 10, 20 en 30 dB ofwel een factor 10, 100 en 1.000. De spoorbreedte is gekoppeld aan het substraat (printplaat) om de gewenste impedantie van 50 Ohm te verkrijgen. De spoorbreedte en substraat eigenschappen kunnen, naast de weerstanden, grote invloed hebben op de impedantie van de verzwakker. Hieronder staat een verzwakker print waarbij de print een duidelijk grondvlak heeft aan de onderzijde van de print om de gewenste tegencapaciteit te krijgen om de schakeling op 50 Ohm te houden.
geometrie
Bij lage frequenties is de geometrie en materiaalkeuze nog niet zo kritisch, maar bij hogere frequenties (200 MHz en hoger) kan de geometrie steeds meer (negatieve) invloed krijgen op de impedantie. In beginsel is een compactere schakeling geschikter voor hogere frequenties. Hieronder staat een spectrum meting aan de demping bij 50 Ohm. Hier is ook te zien dat de afwijking bij hogere frequenties groter wordt. De demping kan een paar dB afwijken van de "ideale" waarde.
vermogen
Houd er rekening mee dat de weerstanden van de verzwakker wel het vermogen aan kunnen. Wanneer 1.000 W in een 40 dB verzwakker wordt gestopt, komt er in theorie 100 mW uit, maar dan moet de verzwakker wel 1.000 W aan kunnen. Onderstaande verzwakkers met kleine SMD weerstanden zijn alleen geschikt voor kleine vermogens.
Het is wel mogelijk om een verzwakker voor grote vermogens toe te passen waarachter deze kleinere verzwakkers kunnen worden geschakeld.
lineaireteit en calibratie
De ideale verzwakker heeft een perfecte demping bij elke frequentie. De realiteit is helaas dat verzwakkers niet lineair zijn en vaak bij hogere frequenties de verzwakking niet constant is. Voor nauwkeurigere metingen kan het een oplossing zijn om de verzwakking te calibereren en bijvoorbeeld een spectrum analyser hierop in te stellen om de afwijking te corrigeren.
toepassing
Verzwakkers zijn in het bijzonder nuttig bij meten aan filters. Wanneer een filter wordt doorgemeten met een tracking generator en spectrum anayser is er kans op een onjuist meetresultaat door onjuiste impedantie. Wanneer een filter niet precies 50 Ohm is, is er een misaanpassing tussen de filter en de kabels waardoor de meting beïnvloed kan worden. Door aan beide kanten van de filter een verzwakker te plaatsen, wordt de filter goed aangepast op 50 Ohm. Een verzwakker van bijvoorbeeld 3 dB is een goede oplossing. Het doel is een juiste impedantie aan het einde van de kabel aan de filter in plaats van een verzwakking. De verzwakking is een "bijkomend effect". Wanneer de demping (veel) te groot is, is het signaal aan de ingang van de analyser waarschijnlijk te zwak. Dus een beperkte verzwakking is in deze situatie gewenst.
|
|