 |
| المخففات (الموهنات )attenuators |
الموهنات (المخففات) attenuators
المخفف هو جهاز إلكتروني يقلل من قوة الإشارة دون تشويه شكل الموجة بشكل ملحوظ .
عادة ما تكون المخففات عبارة عن مخففات سلبية (المخفف السلبي عبارة عن دائرة مخففة تتكون فقط من مقاومات لا تتطلب هذه الدائرة أي مصدر طاقة لتعمل) مصنوعة من شبكات مقسم جهد بسيط ، التبديل بين أشكال المقاومات المختلفة مخففات متدرجة قابلة للتعديل وأخرى قابلة للتعديل باستمرار باستخدام مقاييس فرق الجهد، وبالنسبة للترددات الأعلى ، يتم استخدام شبكات مقاومة VSWR المنخفضة المطابقة بدقة .
توجد المخففات بشكل شائع في تطبيقات التردد اللاسلكي والبصرية ، وتُستخدم مخففات التردد الراديوي في الدوائر الإلكترونية بينما تجد الموهنات الضوئية تطبيقات في الألياف البصرية.
أنواع الموهنات (المخففات) attenuators
تصنف الموهنات (المخففات) إلى التالي:
- الموهنات (المخففات) غير متوازنة وتكون على شكل (T) أو(π) باستخدام المقاومات الثابتة، في المخفف غير المتوازن ، يتم توصيل العناصر المقاومة إلى جانب واحد من خط النقل فقط بينما يتم تأريض الجانب الآخر لمنع التسرب عند الترددات الأعلى، بشكل عام لا يحتوي الجانب المؤرض من شبكة المخفف على عناصر مقاومة وبالتالي يسمى "الخط المشترك".
- الموهنات (المخففات) متوازنة، يتم توصيل نفس العدد من العناصر المقاومة بالتساوي لكل جانب من خط النقل مع الأرض الموجودة في نقطة مركزية تم إنشاؤها بواسطة المقاومة المتوازية، بشكل عام لا يمكن توصيل شبكات المخفف المتوازنة وغير المتوازنة معًا لأن هذا يؤدي إلى تقصير نصف الشبكة المتوازنة إلى الأرض من خلال التكوين غير المتوازن.
- الموهنات (المخففات) المتغيرة يوجد أيضا الموهن المتغيرة على شكل (T) أو شكل (π) باستخدام المقاومات المتغيرة.
مخففات (موهنات) ثابتة Fixed Type
تُعرف شبكات المخفف الثابتة باسم "وسادات المخفف" وتكون متوفرة لقيم محددة من 0 ديسيبل إلى 100 ديسيبل، وفي مخففات النوع الثابت يتم تأمين شبكة المقاوم بقيمة توهين محددة مسبقًا.
يتم وضعها في مسار الإشارة لتخفيف قوة الإشارة المرسلة ويمكن أن تكون أحادية الاتجاه أو ثنائية الاتجاه بناءً على متطلبات التطبيق الخاصة بهم،ويمكن أن تكون متاحة إما على شكل سطحي أو دليل موجي أو أنواع متحدة المحور، وتعتمد قيمة المقاومة على أبعاد الرقاقة والمواد المستخدمة لإنتاج الرقائق.
مخففات (موهنات) تدريجية Step Type
هذه المخففات تشبه المخففات الثابتة ولكن في هذا النوع يتم توفير زر ضغط لضبط قيم التوهين، توفر هذه قيم التوهين فقط من الخطوات التي تمت معايرتها مسبقًا اعتمادًا على التطبيق ، يمكن استخدام المخفف في تنسيقات الرقاقة أو الدليل الموجي أو المحوري.
مخففات (موهنات) متغيرة باستمرار Continuously Variable Type
في النوع المتغير باستمرار يمكن تغيير قيمة التوهين يدويًا إلى أي قيمة توهين من النطاق المحدد المحدد، حيث تتم استعادة المقاومات الموجودة في شبكة المخفف بعناصر الحالة الصلبة على سبيل المثال MOSFET أو الصمام الثنائي PIN، وبالمقارنة مع شبكة المقاومة السلبية من خلال تغيير الجهد في أجهزة FET يمكن أن يتنوع التوهين بدقة أكبر، من الممكن هنا تغيير التوهين باستخدام إما يدويًا أو بمساعدة الإشارات الإلكترونية.
مخففات (موهنات) قابلة للبرمجة Programmable Type
يُطلق على هذا النوع أيضًا اسم مخفف الخطوة الرقمي يتم التحكم في هذا المكون بواسطة إشارة تحكم خارجية يحركها الكمبيوتر حيث يتم التحكم في هذه بواسطة الدوائر المنطقية TTL بنطاق حجم خطوة مثل 2،4،6 ، ....... ، 32.
إذا تم العثور على الجهد المطبق عبر هذا المخفف أقل من 1 فولت يتم الوصول إلى المستوى المنطقي 0، بالنسبة للجهود 3V وأعلى يتم إعطاء المستوى المنطقي 1.
تُستخدم المستويات المنطقية أعلاه للتحكم في المفاتيح أحادية القطب ومزدوجة الرمي التي تربط عددًا من المخففات على مسار الإشارة، ويتوفر هذا النوع أيضًا في تصميمات USB مع البرامج المثبتة.
مخففات (موهنات) DC Bias Type
يحتوي هذا النوع من المخفف على سعة في كل من منفذ الإدخال ومنفذ الإخراج للجهاز الذي يحجب الفولتية المستمرة وهكذا وبصرف النظر عن تخفيف إشارات التردد الراديوي فإن هذا النوع يمرر إشارات التيار المستمر.
مخففات (موهنات) DC Blocking Type
هذا النوع مشابه لنوع DC Bias ولكن الاختلاف الوحيد بين هذين هو الطريقة التي يتم بها حظر إشارة التيار المستمر تمامًا دون أي مسار بديل يسير باتجاه منفذ الإخراج.
تطبيقات (استخدامات) الموهنات Applications of Attenuators
- تستخدم الموهنات لتخفيض اتساع الإشارة المستقبلة حفاظا على أجهزة القيس من التلف.
- تستخدم في مناطق الإشارة التي يراد التحكم في درجتها.
- توجد أيضا بعض الموهنات المتغيرة التي يستخدم فيها الثنائي (PIN diode) أو الترانزستور (FET)، ويستفاد منها في عمل تغيير مستمر لمستوى الإشارة والوفاء بمتطلبات دارات (RF).
- تستخدم المخففات كمعدات للتحكم في مستوى الصوت في محطات البث.
- تستخدم في الاختبار في المختبرات للحصول على إشارات جهد أصغر.
- تستخدم المخففات الثابتة لتحسين مطابقة الممانعة في الدوائر.
- تستخدم لحماية الدوائر من التلف الناتج عن قيم الجهد العالي.
- تستخدم موهنات التردد الراديوي للتبديد الوقائي للطاقة في قياس إشارات التردد الراديوي.
- يتم تطبيق المخففات البصرية في اتصالات الألياف البصرية لمطابقة مستويات جهاز الإرسال والاستقبال بشكل صحيح.
- يستخدم في أنظمة الميكروويف للتحكم في مستوى الإشارة.
مخففات التردد الراديوي RF attenuators
عادةً ما تكون مخففات التردد اللاسلكي متحدة المحور في الهيكل مع موصلات دقيقة مثل المنافذ والهيكل الداخلي المحوري أو الشريط الصغير أو الأغشية الرقيقة. مطلوب فوق هيكل الدليل الموجي الخاص SHF .
خصائص مخففات التردد الراديوي
SWR منخفضة.
مسطح الاستجابة التردد والتكرار.
يعتمد حجم وشكل المخفف على قدرته على تبديد الطاقة.
تُستخدم مخففات التردد الراديوي كأحمال للتوهين المعروف والتبديد الوقائي للطاقة في قياس إشارات التردد الراديوي.
مخففات الصوت Audio attenuators
المخفف على مستوى الخط في preamp أو مخفف الطاقة بعد أن يستخدم مضخم الطاقة المقاومة الكهربائية لتقليل اتساع الإشارة التي تصل إلى السماعة مما يقلل من حجم الإخراج.
المخفف على مستوى الخط لديه قدرة أقل على التعامل مع الطاقة مثل مقياس جهد 1/2 واط أو مقسم جهد ويتحكم في إشارات مستوى preamp ، في حين أن مخفف الطاقة لديه قدرة أعلى على التعامل مع الطاقة مثل 10 واط أو أكثر ، ويتم استخدامه بين مضخم الطاقة ومكبر الصوت.
المخففات البصرية Optical Attenuators
وهي تشبه مخفف الترددات الراديوية (RF) ولكن بدلاً من الإشارات الكهربائية فإنها تخفف من موجات الضوء، هذا المخفف يمتص الضوء أو يبدده وفقًا لقيم التوهين دون تغيير شكل الموجة.
على غرار موهنات التردد الراديوي تم تصميم الموهنات الضوئية أيضًا على أنها ثابتة ، ومتغيرة ، وقابلة للبرمجة ، إلخ ... وهي مصممة بناءً على متطلبات التطبيق.
تستخدم المخففات الضوئية الثابتة أليافًا مخدرة لتفريق الضوء المعطى كمدخل، وترتبط الموهنات البصرية المتغيرة والقابلة للبرمجة ارتباطًا وثيقًا بمتغير التردد الراديوي وموهنات التردد الراديوي القابلة للبرمجة.
المخففات في الشبكات Attenuation in Networking
التوهين هو تقليل قوة الإشارة ويمكن العثور على هذا مع كل من الإشارات التناظرية والرقمية ويتم قياس التوهين بالديسيبل في كابلات الألياف الضوئية يتم قياس التوهين بعدد ديسيبل لكل قدم يعتبر الكبل ذو التوهين الأقل لكل وحدة مسافة أكثر كفاءة.
يظهر التوهين في أنظمة الاتصال عندما يتم إرسال الإشارات عبر مسافات طويلة في سياق شبكات الكمبيوتر ، التوهين هو فقدان الاتصال أو قوة إشارات البيانات عند إرسالها عبر مسافات طويلة مع انخفاض معدل التوهين تصبح البيانات المرسلة أكثر تشوهًا. الأسباب الرئيسية للتوهين في شبكة الكمبيوتر هي:
- النطاق في كل من الاتصالات السلكية واللاسلكية عند إرسال إشارة عبر مسافات طويلة تنخفض قوة الإشارة تدريجياً.
- التداخل من أي شكل مثل العوائق المادية يقلل من قوة الإشارات المرسلة.
تتراوح القيم النموذجية لتوهين الخط على شبكة DSL من 5 ديسيبل إلى 50 ديسيبل ويتم قياس التوهين هنا على أنه خسارة الإشارة بين نقطة وصول المزود والمنزل.
يتم خفض قيمة التوهين بشكل أفضل جودة الإشارة بالنسبة لشبكات Wi-Fi ، ويتم ملاحظة تحجيم المعدل الديناميكي ويقوم تلقائيًا بضبط الحد الأقصى لبيانات الاتصال لأعلى أو لأسفل بناءً على جودة نقل الخط.
الاسئلة الشائعة على الموهنات (المخففات) attenuators
ما هي وظيفة المخفف؟
يستخدم لمقاومة الأنظمة من التلف الناتج عن الإشارات عالية الطاقة التي تكون عالية جدًا بحيث لا يمكن معالجتها بواسطة الدائرة ، و تساعد موهنات التردد اللاسلكي في تقليل مستوى اتساع إشارة الإدخال.
كيف يتم قياس التوهين؟ ما هي وحدة قياس المخفف؟
يُقاس التوهين بوحدات الديسيبل (dB) لكل وحدة طول في الوسيط.
ما سبب التوهين في الألياف الضوئية؟
في الألياف الضوئية هناك سببان رئيسيان للتوهين هما الامتصاص والتشتت.ما فائدة المخفف (الموهن) للإشارات التلفزيونية؟
المخفف المستخدم للإشارات التلفزيونية لضبط قوة الإشارة وتقليل التداخل.المخفف يساعد في تقليل مستويات الإشارة. هنا يعتمد تبديد طاقة الجهاز على مساحة السطح وكتلة مادة المقاومة المستخدمة في شبكته. تتمثل بعض الخصائص المهمة لمخفف التردد الراديوي في دقته وانخفاض SWR واستجابة التردد المسطح وقابلية التكرار.
المصادر
Attenuator (electronics)
attenuators
What is an Attenuator – Design, Types and Applications
كتاب الاتصالات والالكترونيات منهج أردني