आरएफ अटीन्यूएटर डिज़ाइन के मूल तत्व: टी, पाई, और प्रमुख प्रदर्शन पैरामीटर

आरएफ अटीन्यूएटर डिज़ाइन के मूल तत्व: टी, पाई, और प्रमुख प्रदर्शन पैरामीटर

स्थिर क्षीणनकर्ता सरल लगते हैं: कुछ प्रतिरोधक जो सिग्नल को डेसीबल की एक ज्ञात संख्या तक कम कर देते हैं। व्यवहार में, आरएफ क्षीणनकर्ता डिज़ाइन यह एक क्षीणन समस्या के साथ-साथ एक मिलान समस्या भी है। एक पैड को निर्धारित क्षीणन प्रदान करना चाहिए, साथ ही आरएफ पथ के दोनों ओर सही प्रतिबाधा भी प्रस्तुत करनी चाहिए। यदि ऐसा नहीं किया जाता है, तो परावर्तन मापित क्षीणन को बदल सकते हैं, किसी स्रोत या भार को विक्षोभित कर सकते हैं, और एक स्पष्ट-दिखने वाली गणना को आवृत्ति पर खराब प्रदर्शन करने के लिए बाध्य कर सकते हैं।

50-ओम प्रणालियों के लिए, टी और पाई पैड दो सबसे उपयोगी प्रारंभिक बिंदु हैं। वे निष्क्रिय, पारस्परिक प्रतिरोधक नेटवर्क हैं जिन्हें समान स्रोत और भार प्रतिबाधा के लिए डिज़ाइन किया जा सकता है या प्रतिबाधा परिवर्तन के लिए अनुकूलित किया जा सकता है। इस लेख में समान-प्रतिबाधा स्थिति पर केंद्रित किया गया है, फिर सर्किट के चयन को आवृत्ति सीमा, शक्ति संचालन, वीएसडब्ल्यूआर और क्षीणन सटीकता से जोड़ा गया है।

प्रणाली आवश्यकता से शुरू करें, प्रतिरोधक मानों से नहीं

अनुशासित आरएफ क्षीणनकर्ता डिज़ाइन पाँच प्रश्नों से शुरू होता है: कितनी क्षीणन आवश्यक है? संदर्भ प्रतिबाधा क्या है? कौन-सी आवृत्ति बैंड समतल रहनी चाहिए? औसत और शिखर शक्ति कितनी हो सकती है? और आसपास की प्रणाली कितना विसंगति सहन कर सकती है? केवल अभिप्रेत क्षीणन का उल्लेख करना पूर्ण विनिर्देश नहीं है।

उदाहरण के लिए, एक ५०-ओम परीक्षण पथ में १० डीबी पैड आदर्श रूप से अपने इनपुट पर ५० ओम और अपने आउटपुट पर ५० ओम की तरह दिखना चाहिए। यही कारण है कि एक उचित रूप से डिज़ाइन किया गया पैड सिग्नल स्तर को जानबूझकर कम करने के बावजूद भी ब्लॉक्स के बीच अलगाव में सुधार कर सकता है। क्षीणन कुछ प्रतिबिंबित ऊर्जा को अवशोषित करता है और प्रत्येक जुड़े हुए ब्लॉक को एक अधिक स्थिर प्रतिबाधा देखने में सहायता करता है।

सबसे सरल रूप में, वोल्टेज अनुपात की गणना करें जैसे K = १० ^A/२० , जहाँ ए जहाँ A क्षीणन डीबी में है। प्रतिरोधक सूत्र फिर यह आवश्यकता से निकलते हैं कि दोनों पोर्ट्स मेल खाते रहें। पहले गणना करें, दूसरे चरण में व्यावहारिक प्रतिरोधक मानों का चयन करें, और अंत में असेंबल किए गए नेटवर्क की पुष्टि करें।

टी अटीन्यूएटर: एक श्रृंखला-अनुकूल टॉपोलॉजी

एक सममित टी अटीन्यूएटर दो श्रेणी प्रतिरोधकों का उपयोग करता है, जिनके बीच एक शंट प्रतिरोधक होता है। यह अक्सर समझने में आसान होता है क्योंकि सिग्नल पथ स्पष्ट रूप से दो श्रेणी भुजाओं के माध्यम से गुजरता है। समान संदर्भ प्रतिबाधाओं के लिए Z ₀, मानक आदर्श संबंध हैं:

• प्रत्येक श्रेणी भुजा: र _{श्रृंखला} = Z ₀(K − 1)/(K + 1)
• केंद्र शंट भुजा: र _शंट = 2Z ₀K/(K ²− 1)

एक ५०-ओम प्रणाली में, ये समीकरण वरीयता-मान पूर्णांकन, सहनशीलता विश्लेषण और पैरासिटिक मॉडलिंग से पहले एक आदर्श प्रतिरोधक सेट प्रदान करते हैं। जहाँ लेआउट में पहले से ही एक श्रेणी विच्छेद मौजूद हो या जहाँ केंद्र नोड को एक छोटे, कम प्रेरकत्व कनेक्शन के साथ ग्राउंड किया जा सके, वहाँ टी पैड सुविधाजनक हो सकता है।

यह समझौता भौतिक है। उच्च आवृत्तियों पर, श्रेणी-प्रतिरोधक पैड और ग्राउंड किए गए केंद्र संबंध पैरासिटिक प्रेरकत्व और धारिता जोड़ते हैं। कम आवृत्ति पर विद्युत रूप से छोटी लेआउट बैंड के ऊपरी छोर के पास एक संकेंद्रित नेटवर्क के रूप में व्यवहार नहीं कर सकती है। टॉपोलॉजी अभी भी वैध है; कार्यान्वयन की जाँच वास्तविक प्रतिरोधक पैकेज, लैंड पैटर्न और कनेक्टर ट्रांज़िशन के साथ की जानी चाहिए।

पाई अटीन्यूएटर: शंट-अनुकूल टॉपोलॉजी

एक सममित पाई अटीन्यूएटर दो शंट प्रतिरोधकों का उपयोग करता है—प्रत्येक पोर्ट पर एक—और उनके बीच एक श्रेणी प्रतिरोधक। यह समान स्रोत और लोड प्रतिबाधा के लिए टी पैड के उद्देश्य के लिए विद्युत रूप से समतुल्य है, लेकिन इसकी ज्यामिति एक अलग बोर्ड या समाक्षीय लेआउट में फिट हो सकती है। जब दोनों पोर्ट्स के पास सुविधाजनक ग्राउंड पहुँच होती है और श्रेणी अवयव को उनके बीच छोटा रखा जा सकता है, तो पाई पैड अक्सर आकर्षक होता है।

कोई भी टॉपोलॉजी हर लेआउट में जीत नहीं दिलाती है। वह नेटवर्क चुनें जो एक निरंतर आरएफ ग्राउंड को बनाए रखे, करंट-लूप के क्षेत्रफल को छोटा रखे, और प्रतिरोधक के पैरासिटिक्स को उस स्थान पर रखे जहाँ वे सबसे कम हानि करें। यह व्यावहारिक फिट, आदत के आधार पर टी या पाई का चुनाव करने से अधिक महत्वपूर्ण है।

यह निर्धारित करने वाले मुख्य प्रदर्शन पैरामीटर कि क्या पैड काम करेगा

क्षरण मान और समतलता

नाममात्र क्षरण एक संदर्भ स्थिति पर निर्दिष्ट कमी है। वास्तविक आरएफ क्षीणनकर्ता डिज़ाइन , अधिक उपयोगी प्रश्न यह है कि आवश्यक बैंड और तापमान सीमा के भीतर क्षरण कितना परिवर्तित होता है। प्रतिरोधक की सहिष्णुता, आवृत्ति-निर्भर पैरासिटिक्स, कनेक्टर संक्रमण और निकटस्थ धातु कार्य यह परिणाम सभी बदल सकते हैं। वाइडबैंड कार्य के लिए, एकल केंद्र-आवृत्ति संख्या पर निर्भर न रहकर, आवृत्ति के साथ क्षरण का अनुरोध या माप करें।

आवृत्ति रेंज

एक प्रतिरोधक नेटवर्क के आदर्श सर्किट मॉडल में कोई तीव्र कटऑफ नहीं होता है, लेकिन इसके पैकेज और लेआउट में होता है। इंटरकनेक्ट्स को छोटा रखें, लंबे ग्राउंड रिटर्न से बचें, और जब ऑपरेटिंग बैंड पैरासिटिक्स को महत्वपूर्ण बना देता है, तो वेक्टर नेटवर्क एनालाइज़र के साथ पूर्ण असेंबली का मॉडल या मापन करें। एक ऐटेनुएटर जिसकी रेटिंग सिस्टम बैंड से काफी ऊपर हो, स्वतः ही एक बेहतर खरीद नहीं है; अतिरिक्त मार्जिन को किसी वास्तविक आवृत्ति या मिसमैच आवश्यकता को हल करना चाहिए।

वीएसडब्ल्यूआर और रिटर्न हानि

वीएसडब्ल्यूआर और रिटर्न लॉस इम्पीडेंस मैच का वर्णन करते हैं। अच्छा मैचिंग महत्वपूर्ण है क्योंकि प्रतिबिंब दोनों डिलीवर की गई शक्ति और मापन के विश्वास को प्रभावित करते हैं। आइसोलेशन में सुधार के लिए एक पैड डाला जा सकता है, लेकिन केवल तभी जब वह पैड स्वयं ऑपरेटिंग बैंड पर उपयुक्त मैच बनाए रखे। जब अनुप्रयोग दिशात्मक हो या जब स्रोत और लोड की स्थितियाँ समान न हों, तो इनपुट और आउटपुट वीएसडब्ल्यूआर की अलग-अलग समीक्षा करें।

पावर हैंडलिंग और प्रतिरोधक विसरण

कुल इनपुट शक्ति पर्याप्त नहीं है। ऊर्जा के सबसे बड़े हिस्से को अवशोषित करने वाला प्रतिरोधक, विशेष रूप से उच्च क्षय या गलत मिलान भार के साथ, अपनी तापमान सीमा तक पहुँच सकता है। औसत शक्ति, शिखर शक्ति, पल्स स्थितियाँ, ऊष्मा निष्कर्षण (हीटसिंकिंग), और प्रतिरोधक की शक्ति कमी (डेरेटिंग) की जाँच करें। उच्च-शक्ति सहअक्षीय (कोएक्सियल) अनुप्रयोगों के लिए, बोर्ड-स्तरीय पैड की तुलना में एक कैटलॉग घटक अधिक उपयुक्त हो सकता है, क्योंकि इसके पैकेज निर्माण, ऊष्मीय पथ और कनेक्टर इंटरफ़ेस इसकी रेटिंग का हिस्सा हैं।

जहाँ एक पैकेज किया गया समाधान आवश्यक बैंड और इंटरफ़ेस के अनुरूप है, ऐसा एक उत्पाद 100W 4.3/10 सहअक्षीय क्षीणक अनुप्रयोग विनिर्देश के खिलाफ मूल्यांकन किया जा सकता है। चयन से पहले प्रकाशित क्षीणन विकल्प, कार्य बैंड, शक्ति स्थितियाँ और कनेक्टर संगतता की पुष्टि करें।

एक व्यावहारिक सत्यापन क्रम

1. क्षीणन, संदर्भ प्रतिबाधा, आवृत्ति बैंड और शक्ति स्थितियाँ सेट करें।
2. मैच किए गए प्रणाली के लिए आदर्श T या Pi मानों की गणना करें।
3. सहनशीलता, वोल्टेज और तापीय सुरक्षा सीमाओं के साथ प्रतिरोधक मानों और पैकेजों का चयन करें।
4. नेटवर्क को छोटे आरएफ पथ और कम-प्रेरकता भू-वापसी के साथ व्यवस्थित करें।
5. पूरे संचालन बैंड में एस-पैरामीटर को मापें, फिर निर्धारित ड्यूटी साइकिल के तहत शक्ति व्यवहार की जाँच करें।

एक उपयोगी स्मरणीय बात: कम प्रविष्टि हानि किसी अटेनुएटर का उद्देश्य नहीं है। नियंत्रित हानि के साथ दोहराने योग्य प्रतिबाधा है। जब टी या पाई टॉपोलॉजी, प्रतिरोधक प्रौद्योगिकी और यांत्रिक कार्यान्वयन सभी प्रणाली आवश्यकता के साथ संरेखित होते हैं, तो परिणामी पैड एक भरोसेमंद आरएफ निर्माण ब्लॉक बन जाता है, न कि प्रतिबिंबों का अनिश्चित स्रोत।

सामान्य निर्णयों के लिए आरएफ अटेनुएटर डिज़ाइन जाँच सूची

इस संक्षिप्त जाँच सूची का उपयोग करें जब किसी की समीक्षा कर रहे हों आरएफ क्षीणनकर्ता डिज़ाइन यह एक प्रतिरोधक गणना को घटक-चयन निर्णय में बदलता है।

क्या आरएफ अटेनुएटर डिज़ाइन प्रणाली प्रतिबाधा के अनुरूप है?

एक आरएफ क्षीणनकर्ता डिज़ाइन ५० ओम के लिए डिज़ाइन किया गया अटेनुएटर स्वतः ही ७५-ओम पथ के लिए सही नहीं है। टी पैड या पाई पैड की गणना करने से पहले स्रोत और लोड प्रतिबाधा की पुष्टि करें। यदि वे भिन्न हैं, तो समान-प्रतिबाधा सूत्र को जबरदस्ती लागू करने के बजाय मैचिंग-अटेनुएटर गणना का उपयोग करें।

क्या आरएफ अटीनुएटर का डिज़ाइन वास्तविक बैंड में निर्दिष्ट किया गया है?

न्यूनतम और अधिकतम संचालन आवृत्तियाँ बताएँ। एक विश्वसनीय आरएफ क्षीणनकर्ता डिज़ाइन वह पूरी श्रृंखला में अटीनुएशन सहनशीलता और वीएसडब्ल्यूआर शामिल करता है, केवल एक सामान्य आवृत्ति पर नहीं।

क्या आरएफ अटीनुएटर का डिज़ाइन वास्तविक शक्ति ड्यूटी साइकिल को सहन कर सकता है?

निरंतर, शिखर, पल्स और मिसमैच स्थितियों की समीक्षा करें। उच्च-शक्ति अनुप्रयोगों में, आरएफ क्षीणनकर्ता डिज़ाइन प्रतिरोधक का तापमान उत्थान और ऊष्मीय प्रसार सामान्य डीबी मान की तुलना में अधिक सीमित करने वाला हो सकता है।

क्या असेंबली के बाद आरएफ अटीनुएटर के डिज़ाइन को मापा गया है?

बेंच गणनाएँ एक लक्ष्य निर्धारित करती हैं; नेटवर्क-एनालाइज़र के आँकड़े पूर्ण हुए आरएफ क्षीणनकर्ता डिज़ाइन डिज़ाइन की पुष्टि करते हैं। एस11, एस22 और एस21 को मापें, फिर उन्हें मूल अटीनुएशन और मैच आवश्यकताओं के साथ तुलना करें।

खरीद समीक्षा के लिए, आरएफक्यू में टॉपोलॉजी, सामान्य अटीनुएशन, प्रतिबाधा, आवृत्ति बैंड, अधिकतम शक्ति, कनेक्टर प्रकार और वीएसडब्ल्यूआर दर्ज करें। यह बनाता है आरएफ क्षीणनकर्ता डिज़ाइन आपूर्तिकर्ताओं के बीच परीक्षण योग्य आवश्यकता।

उत्पादन रिलीज़ के लिए, क्षीणन और वापसी हानि के लिए स्वीकृति विंडो निर्दिष्ट करें। एक दोहराने योग्य आरएफ क्षीणनकर्ता डिज़ाइन मापे गए सीमाओं द्वारा परिभाषित किया जाता है, केवल योजनाबद्ध चित्र द्वारा नहीं।

आरएफ क्षीणक डिज़ाइन के बारे में अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

आरएफ क्षीणक डिज़ाइन के लिए मैं कौन-सी टॉपोलॉजी चुनूँ?

लेआउट और ग्राउंडिंग ज्यामिति के आधार पर टी या पाई चुनें। आरएफ क्षीणनकर्ता डिज़ाइन दोनों मामलों में, उनके मानों और भौतिक कार्यान्वयन के सही होने पर एक मैच किए गए स्थिर पैड बनाया जा सकता है।

आरएफ क्षीणक डिज़ाइन में वीएसडब्ल्यूआर का क्या महत्व है?

वीएसडब्ल्यूआर अमेल को उजागर करता है। एक कम-प्रतिबिंब आरएफ क्षीणनकर्ता डिज़ाइन अधिक भरोसेमंद सिग्नल स्तर प्रदान करता है और जुड़े हुए आरएफ चरणों के बीच बेहतर अलगाव प्रदान करता है।