מהו מחליש - עיצוב, סוגים ויישומים

טכנולוגיית התקשורת האלחוטית סללה את הדרך להמצאות מעניינות מאוד. זה מכונה גם תקשורת 'דרך האוויר'. טכנולוגיה זו הפכה ניידת ו תקשורת בין כוכבית מציאות. התקשורת הניידת הראשונה שהומצאה בשנת 1880 הייתה 'פוטופון'. הוא השתמש באור השמש כדי להעביר את האודיו מנקודה אחת לאחרת. במערכות טלקומוניקציה משתמשים באנרגיה כלשהי כמו גלי רדיו או אנרגיה אקוסטית להעברת המידע למקום. כאן לא משתמשים בחוטים ומדיניות התפשטות היא בדרך כלל אוויר. ישנם כמה אתגרים העומדים בפני טכנולוגיה זו המשפילה את יעילותה ואמינותה. אתגר אחד כזה הוא הנחתה. המכשיר המשמש להחלשה הוא מחליש.

מה זה מחליש?

האותות נשלחים ממקום אחד למשנהו באמצעות מדיום. אותות אלה יכולים להיות אותות נתונים, אותות מתח, אותות זרם וכו 'כאשר המרחק שעובר האות גדל עוצמת האות פוחתת בהדרגה. אובדן הדרגתי זה של עוצמת האותות דרך המדיום נקרא הנחתה.

למרות שנראה כאתגר להעברת אותות למרחקים ארוכים, נמצא שתופעה זו שימושית במשימות רבות אחרות. המכשיר שנועד להפחית את עוצמת האותות מבלי להפריע לצורת הגל שלו נקרא 'מחליש'.

הנחלש משמש מאוד לאחר מעגלי מחולל אותות . זה עוזר להחליש או להפחית את חוזק האותות ברמה גבוהה לפני החלתם על ה- מעגלי אנטנות . מחליש הוא מכשיר אלקטרוני בעל שתי יציאות שהוא תוכנן באמצעות נגדים להחליש או להחליש אות. נואטים הם מעגלים פסיביים, הם עובדים ללא כל ספק כוח. אלה זמינים הן כמנחל קבוע עם רמת הנחתה קבועה והן כמחלף המשתנה ללא הרף. בניגוד לאחוזי הגברה של המגברים, הנחלש נותן אחוזי אובדן. כמות ההחלשה נמדדת בדציבלים.

תכנון מחליש

נואטים הם מעגלים אלקטרוניים דו-יציאות פסיביים. אלה מעוצבים אך ורק באמצעות נגדים. כאן, נגדים מסודרים כ- מחלק מתח רֶשֶׁת. תכנון הנזק תלוי בגיאומטריית הקו של חוטי החיבור בין התקנים. תלוי אם קו מאוזן או לא מאוזן, נזקכים המשמשים את הקו נדרשים להיות מאוזנים או לא מאוזנים. מנחלים המשמשים לקווים קואקסיאליים הם בצורה לא מאוזנת. נחתים המשמשים לזוג מעוות הם בעלי צורה מאוזנת.

מעגל הנחיתה הוא גם ליניארי וגם הדדי בהתבסס על היישום, המקל יכול להיות חד כיווני או דו כיווני. כאשר מעגל הנחתה נעשה סימטרי, לא יהיה הבדל בין יציאת הקלט ליציאת הפלט. במקרה זה ככלל, היציאה השמאלית נחשבת כקלט והיציאה הימנית נחשבת כפלט.

נחלשים נמצאים גם כמעגלים מובנים במחוללי אותות וגם במעגלים עצמאיים. מחלישים עצמאיים ממוקמים בסדרה בין מקור אות ומעגל עומס על נתיב האות. במקרה כזה בנוסף למתן הנחתה, עליו להתאים את עכבת המקור ועכבת העומס. נחלשים נמצאים בקווי תקשורת ושידור ברדיו כדי להפחית את עוצמת האות.

סוגי מחליש

ניתן להשיג נחתים גם כמנחלים קבועים וגם כנוטננטים מתכווננים. רשתות חלשה קבועות מכונות 'רפידות מחליש'. אלה זמינים עבור ערכים ספציפיים בין 0dB ל- 100dB. נחלשים נמצאים בדרך כלל ביישומי תדר רדיו ויישומים אופטיים. מחללי תדרים רדיו משמשים במעגלים האלקטרוניים ואילו מחלישים אופטיים מוצאים יישומים בסיבים אופטיים.

כמה פריסות נפוצות של מחליש הן תצורת T, תצורת pI ותצורת L. תצורות אלה הן מסוג לא מאוזן. הסוג המאוזן של תצורת T ותצורות pI מסומן בתצורת 'H', תצורת O בהתאמה. הסוג המאוזן הוא מעגל סימטרי ואילו סוגים לא מאוזנים הם מעגלים א-סימטריים.

מחליש תצורת T

העיצוב מבוסס ה- RF של המחליש הוא מששה סוגים. הם מסוג קבוע, סוג צעד, סוג משתנה באופן רציף, סוג מתכנת, סוג הטיה DC וסוג חסימת DC.

סוג קבוע

במחלטי סוג קבוע רשת הנגד ננעלת בערך הנחתה קבוע מראש. אלה מונחים בנתיב האות כדי להחליש את עוצמת האות המשודר. אלה יכולים להיות חד כיווניים או דו כיווניים על בסיס דרישת היישום שלהם. אלה יכולים להיות זמינים כסוגי משטח, גל או סוג קואקסיאלי. בתכנון מבוסס שבב, סוגים שונים של חומרים המופקדים על המצע המוליך תרמית מפתחים את ההתנגדות. ערך התנגדות זה תלוי במידות השבב ובחומרים המשמשים לייצור שבבים.

מחליש עם תצורת Pi

סוג שלב

מחלישים אלה דומים למנחלים קבועים. אך בסוג זה ניתן לחצן כפתור להתאמת ערכי ההחלשה. אלה מספקים ערכי הנחתה רק מהשלבים המכוילים מראש. בהתאם ליישום, ניתן להשתמש במאבך בפורמט שבב, מדריך גל או קואקסיאלי.

סוג משתנה באופן רציף

בסוג משתנה באופן רציף, ניתן לשנות באופן ידני ערך הנחתה לכל ערך הנחתה מהטווח שצוין. בסוג זה משחזרים את הנגדים הקיימים ברשת המחליש עם אלמנטים של מצב מוצק, למשל, MOSFET או דיודת PIN. בהשוואה לרשת הנגדים הפסיביים, על ידי שינוי המתח בהתקני FET ניתן לשנות את הנחתה ברזולוציה גדולה יותר. כאן ניתן לשנות את הנחתה באמצעות ידנית או בעזרת אותות אלקטרוניים.

סוג לתכנות

סוג זה נקרא גם בשם העממי 'מחליש מדרגות דיגיטלי'. רכיב זה נשלט על ידי אות בקרה חיצוני המונע על ידי מחשב. אלה נשלטים על ידי מעגלי ההיגיון של TTL עם טווח גודל צעדים כמו 2,4,6, ……, 32. אם המתח המופעל על פני מחליש זה נמצא נמוך מ -1 וולט, רמת ההיגיון 0 מושגת. עבור מתח של 3 וולט ומעלה, רמה לוגית 1 ניתנת. רמות ההיגיון שלעיל משמשות לשליטה במתגים החד-קוטביים והזרקה כפולה המחברים מספר מחלישים בנתיב האות. סוג זה זמין גם בעיצובי USB עם התוכנה המותקנת.

סוג הטיה DC

לסוג זה של מחליש יש קיבול הן ביציאת הקלט והן ביציאת הפלט של המכשיר החוסם את מתח DC. לפיכך, מלבד החלשת אותות ה- RF, סוג זה מעביר את אותות ה- DC.

סוג חסימת DC

סוג זה דומה לסוג DC Bias. ההבדל היחיד בין שני אלה הוא האופן שבו אות ה- DC נחסם לחלוטין ללא נתיב חלופי שעובר לכיוון יציאת הפלט.

מחללים אופטיים

אלה דומים למפחית RF אך במקום אותות חשמליים, הם מחלישים את גלי האור. מחליש זה קולט או מפזר אור על פי ערכי ההחלשה מבלי לשנות את צורת הגל. בדומה למאבדי RF, גם מנחתים אופטיים מתוכננים כקבועים, משתנים, ניתנים לתכנות וכו '. אלה מתוכננים על פי דרישת היישום. מחלישים אופטיים קבועים משתמשים בסיבים מסוממים להפצת האור הניתן כקלט. מחלשים אופטיים משתנים וניתנים לתכנות קשורים קשר הדוק למשתנים RF ולמתכנתים RF.

הנחתה ברשת

הנחתה היא הפחתה של עוצמת האות. ניתן למצוא את זה גם עם אותות אנלוגיים ודיגיטליים. הנחתה נמדדת בדציבלים. בכבלי סיבים אופטיים הנחתה נמדדת כמספר דציבלים לרגל. הכבל עם פחות הנחתה ליחידת מרחק נחשב ליעיל יותר.

הנחתה נראית במערכות תקשורת כאשר אותות מועברים למרחקים ארוכים. בהקשר לרשתות המחשבים, הנחתה היא אובדן חוזק התקשורת או אותות הנתונים בעת העברה למרחקים ארוכים. ככל שקצב ההאטה יורד הנתונים המועברים הופכים מעוותים יותר. הגורמים העיקריים להחלשה ברשת המחשבים הם-

• טווח - הן בתקשורת קווית ואלחוטית כאשר אות מועבר למרחקים ארוכים עוצמת האות פוחתת בהדרגה.
• הַפרָעָה- הפרעה בכל צורה שהיא כמו חסימות פיזיות מקטינה את חוזק האותות המשודרים.

ערכים אופייניים להחתכת קו ברשת DSL נעים בין 5dB ל- 50dB. כאן הנחתה נמדדת כאובדן האות בין נקודת הגישה של הספק לבית. הורד את ערך ההחלשה טוב יותר באיכות האות. עבור רשתות Wi-Fi נצפה קנה המידה של קצב דינמי. זה מתאים באופן אוטומטי את תאריך הנתונים המרבי של החיבור למעלה או למטה, בהתאם לאיכות השידור של הקו.

יישומים של מורידים

חלק מהיישומים הבולטים של נזקנים הם כדלקמן -

• נחלשים משמשים כציוד לבקרת עוצמת קול בתחנות השידור.
• למטרות בדיקה במעבדות, כדי להשיג אותות מתח קטנים יותר, משתמשים במאבקים.
• משתמשים במנחלים קבועים לשיפור התאמת העכבה במעגלים.
• אלה משמשים להגנה על המעגלים מפני נזקים הנגרמים על ידי ערכי מתח גבוה.
• מנחלי RF משמשים להפצת כוח מגן במדידת אותות RF.
• מחלישים אופטיים מוחלים בתקשורת סיבים אופטיים כדי להתאים כראוי לרמות המשדר והמקלט.

שאלות נפוצות

1). מה עושה מחליש RF?

כדי למחות על מערכות מפני הנזק שנגרם על ידי אותות ההספק הגבוהים שהם גבוהים מדי לעיבוד על ידי המעגל, מחלישי RF מסייעים בהפחתת רמת המשרעת של אות הכניסה.

2). מהו מחליש פסיבי?

מחליש פסיבי הוא מעגל מחליש המורכב אך ורק מנגדים. מעגל זה אינו דורש שום ספק כוח כדי לתפקד.

3). כיצד נמדדת הנחתה?

הנחתה נמדדת כיחידות הדציבלים ליחידת המדיום.

4). מה הגורם להחלשה בסיבים אופטיים?

בסיבים אופטיים, שני הגורמים העיקריים להחלשה הם ספיגה ופיזור.

5). מה השימוש ב- Attenuator לאותות טלוויזיה?

נואט המשמש לאותות טלוויזיה להתאמת עוצמת האות ולהפחתת הפרעות.

מחליש מסייע בהפחתת רמות האות. כאן פיזור הכוח של המכשיר תלוי בשטח הפנים ובמסה של חומר הנגד המשמש ברשת שלו. חלק מהמאפיינים החשובים של מחליש RF הם הדיוק שלו, ה- SWR הנמוך, התגובה בתדירות השטוחה והדירות.