Dämpsatser

Dämpsatser behövs ofta inom HF-tekniken för att dämpa signalnivåer på ett definierat sätt. Med en effektdämpsats kan man till exempel minska en sändares uteffekt så mycket att utsignalen varken skadar eller överstyr anslutna mätinstrument. Dämpsatser används också för att minska ingångsnivåerna till förstärkare och mottagare till en bestämd nivå.

En dämpsats måste alltid dimensioneras för en bestämd systemimpedans på in- och utgång. I symmetriskt uppbyggda dämpsatser är in- och utimpedansen lika. Oftast är den de $\qty{50}{\ohm}$ som är vanliga inom HF-tekniken. För att en dämpsats ska uppvisa de önskade impedanserna på in- och utgång krävs korrekt impedansavslutning på båda sidor. Det uppnås med ett lämpligt motståndsnätverk.

Det finns olika kopplingsvarianter, som skiljer sig åt i hur motstånden är ordnade. De två vanligaste varianterna är T-länken (se figur UPPGRADERING-10.16.2) och $\pi$-länken (se figur UPPGRADERING-10.16.1). I båda varianterna uppnås dämpningen med ett motståndsnätverk som omvandlar den tillförda effekten till värme.

Den här alternativtexten har ännu inte granskats.

Ett kopplingsschema visar en cirkel med en sinusgenerator till vänster, märkt ”R_L 50 Ω”. Det finns tre rektangulära motstånd i bilden, märkta ”R_1”, ”R_2” och ”R_3”. Till höger finns ytterligare en cirkel, likaså märkt ”R_L”. I mitten står texten ”Dämpfungsglied” (dämpsteg).
Figur UPPGRADERING-10.16.1: Dämpsats i PI-konfiguration med källa och lastmotstånd
Den här alternativtexten har ännu inte granskats.

Ett kopplingsschema med ett dämpsteg. Till vänster finns en rund källa med beteckningen \(R_i\) och värdet 50 ohm. Det finns tre motstånd märkta \(R_1\), \(R_2\) och \(R_3\). Till höger finns ytterligare ett motstånd \(R_L\) på 50 ohm. Två pilar pekar från vänster till höger och är märkta \(P_{IN}\) och \(P_{OUT}\).
Figur UPPGRADERING-10.16.2: Dämpsats i T-konfiguration med källa och lastmotstånd

Dämpningen hos en dämpsats anges vanligtvis i dB (decibel) och avser effekt. $\qty{20}{\dB}$ betyder till exempel att ingångseffekten dämpas med faktorn $\num{100}$. Utgångseffekten efter dämpsatsen är då bara $\frac{1}{100}$ av ingångseffekten, vilket för $\qty{100}{\watt}$ ingångseffekt ger $\qty{1}{\watt}$ utgångseffekt.

I resistiva dämpsatser sker dämpningen genom att den tillförda effekten omvandlas till värme. Dämpas till exempel en signal på $\qty{100}{\watt}$ med $\qty{20}{\dB}$ enligt ovan, omvandlas $\qty{99}{\watt}$ till värme i dämpsatsen. Den återstående effekten på $\qty{1}{\watt}$ finns kvar på dämpsatsens utgång.

En symmetrisk dämpsats kan till exempel byggas som ett T- eller $\pi$-nätverk av motstånd. Namnen kommer av hur motstånden ser ut när de ritas i kopplingsschemat.

Motståndsvärdena för en $\pi$-dämpsats för impedansen $\qty{50}{\ohm}$ kan beräknas med följande formler:

$$R_1 = R_3 = \qty{50}{\ohm} \cdot \left( \frac{10^{\frac{a}{20}}+1}{10^{\frac{a}{20}}-1}\right)$$

Här är $a$ den önskade dämpningen i $\unit{\dB}$.

$$R_2 = \frac{\qty{50}{\ohm}}{2} \cdot \left( 10^{\frac{a}{20}} - \frac{1}{10^{\frac{a}{20}}}\right)$$

Motståndsvärdena för en T-dämpsats för impedansen $\qty{50}{\ohm}$ kan beräknas med följande formler:

$$R_1 = R_2 = \qty{50}{\ohm} \cdot \left( \frac{10^{\frac{a}{20}}-1}{10^{\frac{a}{20}}+1} \right)$$ $$R_3 = 2\cdot \qty{50}{\ohm} \cdot \left( \frac{10^{\frac{a}{20}}}{10^{\frac{a}{10}}-1} \right)$$

Med den här appleten kan du beräkna symmetriska T- och pi-dämpsatser för ett 50-Ω-system.

Kopplingsform

De ideala motståndsvärdena är:

De närmaste motståndsvärdena ur E24-serien är:

Med dessa standardvärden uppnås följande dämpning:


Fortsätt till nästa avsnitt: AGC – automatisk förstärkningsreglering