T-tipi Zayıflatıcı / T-pad Attenuator

T-tipi zayıflatıcı, bir “T” konfigürasyonu oluşturmak için birbirine bağlanmış üç endüktif olmayan dirençli elemandan oluşan bir zayıflatıcı ağdır.

Bu kadar yaygın olmasa da, bu “T” (tee) konfigürasyonu aynı zamanda bir wye “Y” zayıflatıcı konfigürasyonu olarak da düşünülebilir. Zayıflatıcıya her iki uçtan bakıldığında farklı bir direnç değerine sahip olan ve onu asimetrik yapan önceki L-pad Zayıflatıcının aksine, T-pad zayıflatıcı tasarımında simetriktir.

Dirençli elemanların bir “T” harfi şeklinde oluşturulması, T-pad zayıflatıcısının her iki uçtan bakıldığında aynı direnç değerine sahip olduğu anlamına gelir. Bu oluşum daha sonra “T-pad zayıflatıcısını”, giriş ve çıkış terminallerinin gösterildiği gibi yer değiştirmesini sağlayan mükemmel simetrik bir zayıflatıcı yapar.

t tipi zayıflatıcı

T-pad zayıflatıcının tasarımında her iki uçtan bakıldığında simetrik olduğunu görebiliriz ve bu tip zayıflatıcı tasarımı, eşit veya eşit olmayan iletim hatlarının empedans eşleşmesi için kullanılabilir. Genel olarak, R1 ve R2 dirençleri aynı değerdedir ancak eşit olmayan empedanslı devreler arasında çalışacak şekilde tasarlandıklarında bu iki direnç farklı değerlerde olabilir. Bu durumda, T-pad zayıflatıcı genellikle bir “konik ped zayıflatıcı” olarak adlandırılır.

Ancak T-pad Zayıflatıcılara daha detaylı bakmadan önce, zayıflatıcı empedansları hesaplamada kullanılan “K faktörünün” kullanımını anlamamız gerekir.

“K” Faktörü

“Empedans faktörü” olarak da bilinen “K” faktörü, karmaşık zayıflatıcı devrelerin tasarım sürecini basitleştirmek için zayıflatıcılarla yaygın olarak kullanılır. Bu “K” faktörü veya değeri, belirli bir zayıflama değerine karşılık gelen voltaj, akım veya gücün oranıdır. “K” için genel denklem şu şekilde verilir:

k faktörü

Başka bir deyişle, voltaj oranı Kv: Vin/Vout = 10dB/20, akım oranı, Ki: Iin/Iout = 10dB/20 ve güç oranı, Kp olarak verilir: Pin/ Pout = 10dB/10.

Örneğin, 6 dB’lik bir voltaj zayıflaması için “K” değeri 10 (6/20) = 1,9953 ve 18 dB’lik bir zayıflama 10 (18/20) = 7,9433 olacaktır. Ancak her yeni zayıflatıcı devre tasarlamak istediğimizde bu “K” değerini hesaplamak yerine, zayıflatıcı kaybını hesaplamak için aşağıdaki gibi bir “K” faktör tablosu üretebiliriz.

dB Kaybı0.51.02.03.06.07.59.010.0
K değeri1.05931.12201.25891.41251.99532.37142.81843.1623
dB Kaybı12.018.024.030.036.048.060.0100
K değeri3.98117.943315.84931.62363.096251.191000105

Eşit Empedanslı T-pad Zayıflatıcı

T-pad zayıflatıcısının, giriş ve çıkış terminalleri birbiriyle yer değiştirebilen simetrik bir zayıflatıcı tasarımı olduğunu daha önce söylemiştik. Bu, T-pad zayıflatıcısını sinyal seviyelerini azaltmak için iki eşit empedans (ZS = ZL) arasına yerleştirmek için ideal hale getirir.

Bu durumda, giriş empedansı ve çıkış empedansının, zayıflatıcı ağının bir parçasını oluşturan yük empedansı ile eşleşmesini sağlamak için üç dirençli eleman seçilir. T-pad’in giriş ve çıkış empedansları yüke mükemmel şekilde uyacak şekilde tasarlandığından, bu değer simetrik T-pad ağının “karakteristik empedansı” olarak adlandırılır.

Daha sonra istenen herhangi bir zayıflamada empedans uyumu için kullanılan bir T-pad zayıflatıcı devresinin direnç değerlerini hesaplamak için verilen denklemler şu şekilde verilir:

t tipi zayıflatıcı

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

T-pad Zayıflatıcı Örneği

600Ω ağın empedansını eşleştirirken bir ses sinyalinin seviyesini 18dB azaltmak için bir T-pad zayıflatıcı gereklidir. Gerekli üç direncin değerlerini hesaplayın.

t tipi zayıflatıcı

Daha sonra R1 ve R2 dirençleri 466Ω’a eşittir ve R3 direnci 154Ω veya en yakın tercih edilen değerlere eşittir.

Yine daha önce olduğu gibi, 50Ω, 75Ω veya 600Ω simetrik T-pad zayıflatıcı devresi oluşturmak için gereken seri ve paralel empedans değerleri için standart tablolar üretebiliriz, çünkü bu değerler uygulamadan bağımsız olarak her zaman aynı olacaktır. R1, R2 ve R3 dirençlerinin hesaplanan değerleri aşağıda verilmiştir.

dB KaybıK değeri50Ω Empedans75Ω Empedans600Ω Empedans
R1, R2R3R1, R2R3R1, R2R3
1.01.12202.9Ω433.3Ω4.3Ω650.0Ω34.5Ω5K2Ω
2.01.25895.7Ω215.2Ω8.6Ω322.9Ω68.8Ω2K58Ω
3.01.41258.5Ω141.9Ω12.8Ω212.9Ω102.6Ω1K7Ω
6.01.995316.6Ω66.9Ω24.9Ω100.4Ω199.4Ω803.2Ω
10.03.162326.0Ω35.1Ω39.0Ω52.7Ω311.7Ω421.6Ω
18.07.943338.8Ω12.8Ω58.2Ω19.2Ω465.8Ω153.5Ω
24.015.848944.1Ω6.3Ω66.Ω9.5Ω528.8Ω76.0Ω
32.039.810747.5Ω2.5Ω71.3Ω3.8Ω570.6Ω30.2Ω

Devrenin ihtiyaç duyduğu zayıflama miktarı arttıkça R1 ve R2 için seri empedans değerleri de artarken R3’ün paralel şönt empedans değeri azalır. Bu, eşit empedanslar arasında kullanılan simetrik bir T-pad zayıflatıcı devresinin özelliğidir.

Eşit Olmayan Empedanslı T-pad Zayıflatıcı

Eşit empedanslara sahip bir devrede sinyal seviyelerini azaltmak için T-pad zayıflatıcı kullanmanın yanı sıra, eşit olmayan empedanslar ( ZS ≠ ZL ) arasındaki empedans eşleşmesi için de kullanabiliriz. Empedans eşleştirmesi için kullanıldığında, T-pad zayıflatıcısı, Taper Pad Zayıflatıcı olarak adlandırılır. Bununla birlikte, bunu yapmak için, zayıflatıcı devresi üzerindeki kaynak ve yük empedanslarının eşit olmayan yüklemesini hesaba katmak için önceki denklemleri biraz değiştirmemiz gerekir.

t tipi zayıflatıcı
Eşit Olmayan Empedanslar için Ped Zayıflatıcı Denklemi

K, yukarıdaki tablodaki empedans faktörüdür ve Z1, kaynak/yük empedanslarından daha büyük ve Z2, kaynak/yük empedanslarından daha küçüktür.

T-pad Zayıflatıcı Örneği

75Ω’luk bir empedans kaynağından gelen bir ses sinyalinin seviyesini 18dB azaltmak için 50Ω’luk bir yük empedansına bağlı bir konik ped zayıflatıcı gereklidir. Gerekli üç direncin değerlerini hesaplayın.

Z1 = 75Ω (en büyük empedans), Z2 = 50Ω (en küçük empedans) ve yukarıdaki tablodan K = 18dB = 7.9433.

t tipi zayıflatıcı

Yani direnç R1 15.67Ω’a eşittir, direnç R2 62Ω’a eşittir ve direnç R3 36Ω’a veya en yakın tercih edilen değerlere eşittir.

Dengeli-T Zayıflatıcı

Dengeli T-pad zayıflatıcı veya kısaca Dengeli-T Zayıflatıcı, aşağıda gösterildiği gibi dengeli bir ayna görüntüsü ağı oluşturmak için birbirine bağlı iki T-pad zayıflatıcı devresi kullanır.

t tipi zayıflatıcı

Dengeli-T zayıflatıcı aynı zamanda bir H-pad zayıflatıcı olarak da adlandırılır, çünkü dirençli elemanlarının düzeni bir “H” harfi şeklini oluşturur ve bu nedenle adları “H-pad zayıflatıcıları”dır. Dengeli-T devresinin direnç değerleri, ilk olarak, öncekiyle aynı dengesiz bir T-pad konfigürasyonu olarak hesaplanır, ancak bu sefer her iki taraftaki bir ayna görüntüsü sağlamak için seri dirençli değerleri yarıya bölünür (ikiye bölünür). Merkez paralel direncin toplam hesaplanan direnç değeri aynı değerde kalır ancak merkez toprağa bağlı olarak dengeli bir devre üreterek ikiye bölünür.

Dengesiz T-pad zayıflatıcı için yukarıdaki hesaplanan değerler kullanılarak, seri direnç R1 = R2 = 466Ω ÷ 2 = 233Ω tüm dört seri direnç ve paralel şönt direnç için R3 = 154Ω öncekiyle aynıdır ve bu değerler kullanılarak hesaplanabilir. bir dengeli-T zayıflatıcı için aşağıdaki değiştirilmiş denklemler kullanılabilir.

t tipi zayıflatıcı

Özetle

T-pad zayıflatıcı, eşit veya eşit olmayan empedanslara sahip bir iletim hattı devresinde kullanılabilen simetrik bir zayıflatıcı ağıdır. T-pad zayıflatıcı tasarımında simetrik olduğundan, iki yönlü bir devre yaparak her iki yönde de bağlanabilir.

T zayıflatıcının temel özelliklerinden biri, zayıflama arttıkça şönt kol (paralel) empedansının küçülmesidir. Empedans uyumlama devreleri olarak kullanılan T-pad zayıflatıcılara genellikle “konik ped zayıflatıcıları” denir.

T-pad zayıflatıcılarının dengesiz veya dengeli dirençli ağlar olabileceğini gördük. Sabit değerli balanssız T-pad zayıflatıcıları en yaygın olanıdır ve genellikle radyo frekansı ve TV koaksiyel kablo iletim hatlarında, hattın bir tarafı topraklanmış olarak kullanılır.

Balanced-T zayıflatıcılar, tasarımları ve yapıları nedeniyle H-pad Zayıflatıcılar olarak da adlandırılır. H-pad zayıflatıcıları esas olarak dengeli veya bükümlü çift kablo kullanan veri iletim hatlarında kullanılır.

Zayıflatıcılarla ilgili bir sonraki öğreticide, seri hattında ek bir dirençli bileşen kullanan Bridged-T Zayıflatıcı adı verilen başka bir T-pad zayıflatıcı tasarımına bakacağız.