Köprülü T Zayıflatıcı / Bridged-T Attenuator

Bridged-T Zayıflatıcı, standart simetrik T-pad Zayıflatıcının bir varyasyonu olan başka bir dirençli zayıflatıcı tasarımıdır.

Adından da anlaşılacağı gibi, köprülü-T zayıflatıcı, standart T-pad’in iki seri direnci arasında köprülü bir ağ oluşturan ek bir direnç elemanına sahiptir.

Bu ek dirençli eleman, sinyal T-pad ağı üzerinde “köprü” gibi göründüğü için devrenin karakteristik empedansını değiştirmeden gerekli zayıflama ile devrenin sinyal seviyesini düşürmesini sağlar. Ayrıca orijinal T-pad’in iki seri direnci her zaman giriş kaynağı ve çıkış yük empedanslarına eşittir. Bir “köprülü-T zayıflatıcı” devresi, ( T ) aşağıda verilmiştir.

Direnç R3, standart bir T-pad zayıflatıcı üzerinden köprü ağını oluşturur. İki seri direnç R1, kaynak/yük hattı empedansına eşit olacak şekilde seçilir. Köprülü-T zayıflatıcının T-pad ağına göre en büyük avantajı, köprülü-T pedinin kendisini iletim hatlarının karakteristik empedansına uydurma eğilimine sahip olmasıdır.

Bununla birlikte, köprülü-T zayıflatıcı devresinin bir dezavantajı, zayıflatıcının giriş veya kaynak empedansının (ZS) çıkış veya yük empedansına (ZL) eşit olmasını gerektirmesidir ve bu nedenle empedans eşleşmesi için kullanılamaz.

Köprülü T zayıflatıcının tasarımı, standart T-ped zayıflatıcı kadar basittir. İki seri direncin değeri, hatların karakteristik empedansına eşittir ve bu nedenle hesaplama gerektirmez. Daha sonra, herhangi bir istenen zayıflamada empedans uyumu için kullanılan köprülü T zayıflatıcı devresinin paralel şönt direncini ve ek köprüleme direncini hesaplamak için verilen denklemler şu şekilde verilir:

K, empedans faktörüdür ve Z, kaynak/yük empedansıdır.

Köprülü T Zayıflatıcı Örneği

8Ω ses sinyal hattının seviyesini 4dB azaltmak için köprülü bir T zayıflatıcı gereklidir. Gerekli dirençlerin değerlerini hesaplayın.

O zaman dirençler R1 8Ω hat empedansına eşittir, direnç R2 13.7Ω’a eşittir ve köprüleme direnci R3 4.7Ω’a veya en yakın tercih edilen değerlere eşittir.

Standart T-pad zayıflatıcıda olduğu gibi, devrenin ihtiyaç duyduğu zayıflama miktarı arttıkça, R3 direncinin seri köprü empedans değeri de artarken, R2 direncinin paralel şönt empedans değeri azalır. Bu, eşit empedanslar arasında kullanılan simetrik köprülü T zayıflatıcı devresinin özelliğidir.

Değişken Köprülü-T Zayıflatıcı

Sinyal hattının karakteristik empedansını eşleştirirken bir sinyali sabit bir miktarda zayıflatmak için simetrik bir köprülü T zayıflatıcı tasarlanabileceğini gördük. Şimdiye kadar köprülü T zayıflatıcı devresinin, ikisi sinyal hattının karakteristik empedansına uyan ve ikisi belirli bir zayıflama miktarı için hesapladığımız dört dirençli elemandan oluştuğunu biliyoruz.

Ancak, zayıflatıcı direnç elemanlarından ikisini bir potansiyometre veya dirençli bir anahtarla değiştirerek, sabit bir zayıflatıcı pedini, gösterildiği gibi önceden belirlenmiş bir zayıflama aralığı üzerinde değişken bir zayıflatıcıya dönüştürebiliriz.

Örneğin yukarıda, -2dB’den -20dB’ye kadar ayarlanabilen zayıflama ile 8Ω ses hattında çalışacak değişken bir köprülü-T zayıflatıcı istiyorsak, aşağıdaki direnç değerlerine ihtiyacımız olacaktır:

-2dB’de direnç değerleri

-20dB’de direnç değerleri

Daha sonra 2dB’lik bir zayıflama için gereken maksimum direncin 31Ω ve 20dB’de 72Ω olduğunu görebiliriz. Böylece sabit değerli dirençleri her biri 100Ω’luk iki potansiyometre ile değiştirebiliriz. Biri VR1 için diğeri VR2 için.

Ancak, gerekli zayıflama miktarını bulmak için iki farklı potansiyometreyi birer birer ayarlamak yerine, her iki potansiyometre, mekanik olarak bağlanan tek bir 100Ω “çift ayar” potansiyometre ile değiştirilebilir, böylece her bir direnç değere göre ters olarak değişir. potansiyometre aşağıda verildiği gibi 2dB’den 20dB’ye ayarlanır.

Çift ayarlı potansiyometrelerin dikkatli kalibrasyonu ile, basit örneğimizde 2dB ila 20dB aralığında tamamen ayarlanabilir köprülü T zayıflatıcıyı kolayca üretebiliriz. Potansiyometrelerin değerlerini sinyal hattının karakteristik empedansına uyacak şekilde değiştirerek, teorik olarak hem VR1a hem de VR1b için sıfırdan sonsuza kadar tüm direnç aralığını kullanarak herhangi bir miktarda değişken zayıflama mümkündür, ancak gerçekte 30dB yaklaşık direnç değerleri küçüldükçe tek değişkenli köprülü T zayıflatıcı için sınırdır.

Bu fikri bir adım daha ileri götürerek, potansiyometreleri sabit değerli dirençler ve ayarlı döner anahtar, basmalı anahtarlar veya basmalı düğme anahtarları ile değiştirerek ve uygun dirençte anahtarlayarak, kademeli bir köprülü T zayıflatıcı devresi üretebiliriz. adımlarla artırılabilir veya azaltılabilir. Örneğin, yukarıdaki 8Ω iletim hattı empedansı örneğimizi kullanarak.

2dB ile 20dB arasında bir zayıflama için bireysel köprü dirençlerini ve paralel şönt dirençlerini hesaplayabiliriz. Ancak daha önce olduğu gibi, zamandan tasarruf etmek için, 8Ω, 50Ω veya 75Ω anahtarlanabilir köprülü T zayıflatıcı devresi oluşturmak için gereken seri köprü ve paralel şönt empedans değerleri için tablolar üretebiliriz. Köprüleme direnci R2 ve paralel şönt direnç R3’ün hesaplanan değerleri aşağıda verilmiştir.

Köptü-T Zayıflatıcı Direnç Değerleri

Bu nedenle, VR1a tarafından -10dB noktasında ayarlanan köprüleme direnci için toplam direnç, aşağıdaki şekilde verildiği gibi bireysel dirençlerin toplamına eşittir:

5.2 + 4.1 + 3.3 + 2.6 + 2.1 = 17.3Ω

Benzer şekilde, VR1b tarafından ayarlanan paralel şönt direnci için -10dB noktasındaki toplam direnç şuna eşit olacaktır:

1.0 + 1.2 + 0.6 + 0.9 = 3.7Ω

VR1a = 17.3Ω ve VR1b = 3.7Ω’nin bu direnç değerlerinin her ikisinin de yukarıdaki tabloda hesapladığımız -10dB zayıflamaya karşılık geldiğine dikkat edin.

Köprülü-T zayıflatıcının, daha yaygın T-‘nin geliştirilmiş bir versiyonu olan Köprülü-T tasarımı ile eşit empedanslar arasına yerleştirildiğinde belirli bir miktarda zayıflatıcı kaybı sağlamak için kullanılabilen tamamen dirençli sabit tip simetrik bir zayıflatıcı olduğunu gördük. 

Bazı yönlerden köprülü-T zayıflatıcıyı, bir sonraki derste inceleyeceğimiz değiştirilmiş bir Pi-pad zayıflatıcı olarak da düşünebiliriz. Bu tip devrenin ana dezavantajlarından biri, köprüleme direnci nedeniyle bu tip zayıflatıcı devrenin eşit olmayan empedansların eşleşmesi için kullanılamamasıdır.

Köprülü-T zayıflatıcı tasarımı, ağ için gereken dirençlerin hesaplanmasını kolaylaştırır, çünkü iki seri direncin değerleri, zayıflatıcıyı simetrik hale getiren iletim hattının karakteristik empedansına her zaman eşittir. İstenen zayıflama miktarı belirlendikten sonra, kalan direnç değerlerinin hesaplanmasıyla ilgili matematik oldukça basittir.

Ayrıca, bu tip zayıflatıcı tasarımı, standart T-ped zayıflatıcısının üçe ihtiyaç duyacağı gibi, potansiyometreler veya anahtarlamalı dirençler için dirençli elemanlardan sadece ikisini değiştirerek köprülü-T pedinin ayarlanabilir olmasını sağlar.

Zayıflatıcılarla ilgili bir sonraki derste, biri seri hatta ikisi paralel şönt hattında olmak üzere pasif bir zayıflatıcı devre oluşturmak için yalnızca üç dirençli bileşen kullanan Pi-pad Zayıflatıcı adı verilen farklı bir zayıflatıcı tasarımına bakacağız.