آموزش تضعیف کننده پسیو

یک تضعیف کننده‌ی پسیو،  یک شبکه‌ی کاملا مقاومتی است که برای سست کردن یا “ضعیف کردن” سطح سیگنال  خط انتقال، زمانی که تطابق امپدانس را بهبود می‌بخشد، استفاده می‌شود و سبب  می‌شود که تضعیف کننده‌های پسیو، عکس تقویت‌کننده‌ها باشند.

تضعیف  کننده های پسیو، به‌صورت الکتریکی بین منبع تغذیه و بار با مقدار ثابتی از  تضعیف، متصل می‌شوند. بخش تضعیف‌ کننده‌ی متصل، می‌تواند تضعیف ثابت، تطابق  امپدانس یا ایزوله‌سازی بین منبع و بار را ارائه دهد. از آن جایی که یک  تضعیف کننده پسیو، فقط دارای عناصر مقاومتی در طراحی خود است؛ سیگنال تضعیف  شده، دچار اعوجاج یا شیفت فاز نمی‌شود.

طراحی یک تضعیف کننده پسیو می‌تواند ثابت، پله‌ای یا متغیر باشد. تضعیف کننده های ثابت، با عنوان  “تضعیف کننده‌های پد” شناخته می‌شوند و معمولا در شبکه‌های تضعیف در  محدوده‌ی 1dB تا 20dB استفاده می‌شوند. میزان تضعیف ارائه شده توسط پد  تضعیف کننده، با نسبت ولتاژ بین سیگنال منبع ورودی و سیگنال بار خروجی  تعیین می‌شود؛ که این نسبت برحسب دسی بل بیان می‌گردد. نسبت بین سیگنال  ورودی (Vin) و سیگنال خروجی (Vout) برحسب دسی بل، به‌صورت زیر بیان  می‌گردد:

تضعیف برحسب دسی بل (dB)

این نسبت ولتاژ را می‌توان از تضعیف برحسب دسی بل نیز به دست  آورد. از یک ضریب، که با نام ضریب “K” نیز شناخته می‌شود؛ می‌توان برای  محاسبه‌ی عناصر مقاومتی تضعیف کننده، استفاده نمود. از آن جایی که ضریب  “K”، مرتبط با میزان تضعیف برحسب دسی‌بل است، می‌توان جداولی را که مقادیر  “K” را در اختیار قرار می‌دهد ایجاد نمود.

معادله‌ی ضریب "K"

جداول ضریب "K" برای تلفات تضعیف کننده

یک تضعیف ولتاژ 6dB، برابر با ۱۰ (۶/۲۰) = ۱.۹۹۵۳ خواهد بود.

تضعیف کننده های پسیو،  می‌توانند متقارن و یا نامتقارن از نظر شکل و متعادل یا نامتعادل از نظر  نوع باشند. معمول ترین مدارهای تضعیف کننده‌های پسیو، نوع”T”، نوع “Pi” و  نوع “پل-T” می‌باشند؛ که در زیر نشان داده شده‌است.

طراحی تضعیف کننده L-pad

یک تضعیف کننده‌ی L-pad،  ساده‌ترین طراحی تضعیف کننده بوده چرا که تنها از دو عنصر مقاومتی تشکیل  می‌شود و شناختن آن با نام مدار تقسیم ولتاژی معمول‌تر است. یک تضعیف کننده‌ی L-pad،  یک مدار تضعیف کننده‌ی نامتعادل نامتقارن است؛ که می‌تواند تنها در یک  جهت، تطابق امپدانس ایجاد کند. معادل متعادل “تضعیف کننده L-pad”، تضعیف کننده U-pad نامیده می‌شود.

طراحی تضعیف کننده T-pad

یک تضعیف کننده‌ی T-pad، به  دلیل پیکربندی خود که شبیه حرف “T” است؛ به این نام خوانده می‌شود. یک  تضعیف کننده‌ی “T-pad”، یک تضعیف کننده متقارن است؛ که می‌تواند برای تضعیف  بین امپدانس‌های برابر یا تطابق امپدانس بین امپدانس‌های نابرابر استفاده  گردد. زمانی که تضعیف زیاد باشد؛ امپدانس بازوی شنت موازی کوچک خواهد‌شد.  معادل متعادل تضعیف کننده‌ی T-pad، تضعیف کننده H-pad نامیده می‌شود.

طراحی تضعیف کننده پل-T

یک تضعیف‌کننده پل-T، یک  تغییر در طراحی استاندارد T-pad است که دارای یک عنصر مقاومتی اضافی است و  یک شبکه‌ی پل مانند دو سر مقاومت‌های سری ایجاد می‌کند. نام این مدار، از  این واقعیت به‌دست می‌آید که سیگنال منبع ورودی، خود را دوسر شبکه‌ی T-pad  ،”پل” می‌کند؛ بدون این‌که، بر امپدانس مشخصه‌ی مدار تاثیری بگذارد.

یک  “تضعیف کننده پل-T”، یک تضعیف کننده‌ی متقارن کاملا مقاومتی است؛ که به  راحتی می‌تواند به عنوان تضعیف کننده‌ی متغیر یا تضعیف کننده‌ی قابل سوئیچ  مورد استفاده قرارگیرد. همچنین نسخه‌ی متعادل مدار  تضعیف کننده پل-T، نیز قابل ساختن است.

طراحی تضعیف کننده Pi-pad

یک تضعیف کننده‌ی Pi-pad، به  دلیل پیکربندی خود که شبیه حرف یونانی “π”(pi) است؛ به این نام خوانده  می‌شود. یک “تضعیف کننده Pi-pad”، رایج‌ترین تضعیف کننده پسیو متقارن است  چرا که می‌تواند بین امپدانس‌های برابر یا برای تطابق امپدانس بین  امپدانس‌های نابرابر استفاده گردد.

یک تضعیف کننده‌ی  Pi-pad منفرد، می‌تواند به سطوح بالاتری از تضعیف، در مقایسه با شبکه‌ی معادل  تضعیف کننده T-pad خود داشته‌باشد. زمانی که تضعیف زیاد باشد، امپدانس  بازوی شنت موازی بزرگ خواهد‌شد. معادل متعادل تضعیف کننده‌ی Pi-pad، تضعیف کننده‌ی O-pad نامیده می‌شود.