Atenuasi L-pad
Dalam bentuk dasarnya, atenuasi L-pad tidak lebih dari jaringan pembagi tegangan yang sangat sederhana yang digunakan di banyak rangkaian listrik dan elektronik untuk menghasilkan tegangan yang lebih rendah.
Perbedaan kali ini adalah bahwa jenis atenuasi ini digunakan dalam rangkaian yang bergantung pada frekuensi untuk membuat loss (atenuasi) dalam saluran transmisi atau untuk mencocokkan impedansi sumber dan jaringan beban yang tidak seimbang.
Atenuasi L-pad terdiri dari dua unsur murni resistif di seri satu sama lain dihubungkan dengan sebuah sumber tegangan dengan rasio antara dua resistansi ini membentuk jaringan pembagi tegangan seperti yang ditunjukkan di bawah ini.
Kita dapat melihat bahwa desain atenuasi L-pad identik dengan rangkaian pembagi tegangan yang digunakan untuk mengurangi tegangan inputnya dengan jumlah tertentu. Kedua Resistor dihubungkan secara seri di seluruh tegangan input.
Sedangkan sinyal output atau tegangan hanya diambil pada satu hambatan, dengan dua elemen resistif membentuk bentuk huruf terbalik "L" dan karenanya namanya, "atenuasi L-pad ”. Untuk jenis rangkaian ini, atenuasi diberikan sebagai Vout / Vin.
Input resistor R1 adalah seri dengan output, sedangkan resistor R2 paralel dengan output dan karena itu beban. Kemudian tegangan output yang disediakan oleh pengaturan berbentuk "L" ini dibagi oleh faktor yang sama dengan rasio kedua nilai resistor ini seperti yang ditunjukkan.
Karena atenuasi L-pad terbuat dari komponen resistif murni, tidak ada pergeseran fasa dalam atenuasi. Penyisipan atenuasi antara sumber dan beban tidak boleh mengubah tegangan sumber dan oleh karena itu hambatan yang dilihat oleh sumber harus tetap sama setiap saat.
Karena dua elemen resistif memiliki nilai konstan, jika impedansi beban tidak terbatas, atenuasi diubah dan demikian juga impedansinya. Akibatnya atenuasi L-pad hanya dapat memasok kecocokan impedansi dalam satu arah saja.
Atenuator L-pad biasanya digunakan dalam penerapan/aplikasi audio untuk mengurangi sinyal yang lebih besar atau lebih kuat sambil mencocokkan impedansi antara sumber dan beban dalam memberikan transfer daya maksimum. Namun, jika impedansi sumber berbeda dengan impedansi beban, atenuasi L-pad dapat dibuat untuk mencocokkan impedansi baik tetapi tidak keduanya.
Ini karena susunan elemen resistif tidak menghasilkan impedansi yang sama melihat ke jaringan dari kedua arah. Dengan kata lain, atenuasi L-pad adalah atenuasi asimetris dan karena itu, jika jaringan atenuasi diperlukan untuk mencocokkan dua impedansi yang tidak sama di kedua arah, jenis atenuasi lainnya seperti "T-pad" simetris atau "Pi-pad" "atenuasi harus digunakan.
Sebagai contoh mari kita asumsikan kita ingin mengurangi kekuatan yang disampaikan dari sebuah penguat yang memiliki impedansi sumber output, ( ZS ) dari 8Ω makan beban speaker, ( ZL ) dari 8Ω oleh 6dB. Nilai-nilai resistor R1 dan R2 adalah sebagai berikut.
Persamaan untuk rangkaian atenuasi L-pad terhubung antara dua impedansi yang sama ( ZS = ZL ) mencari ke arah impedansi sumber, ZS akan.
Untuk menyederhanakan desain atenuasi, nilai "K" dapat digunakan dalam persamaan atenuasi di atas untuk menyederhanakan matematika sedikit. Nilai "K" ini adalah rasio dari tegangan, arus atau daya yang sesuai dengan nilai redaman yang diberikan. Persamaan umum untuk "K" diberikan sebagai:
Jadi dalam contoh kita, nilai "K" untuk redaman tegangan 6dB akan menjadi 10(6/20) = 1,9953 . Mengganti nilai ini untuk atenuasi ke dalam dua persamaan yang diberikan.
Kemudian antara dua impedansi yang sama mencari ke arah impedansi sumber ZS, nilai resistor seri, R1 adalah 4Ω dan nilai resistor paralel, R2 adalah 8Ω.
Masalah dengan konfigurasi atenuasi tipe L-pad ini adalah bahwa impedansi cocok dengan arah resistor seri R1, sedangkan impedansi "ketidak-cocokan" mengarah ke resistor paralel R2.
Masalahnya adalah ketika level atenuasi meningkat, ketidak-sesuaian ini menjadi semakin besar dan pada nilai atenuasi yang tinggi, nilai resistor paralel akan menjadi fraksi-fraksi dari Ohm.
Sebagai contoh, nilai-nilai R1 dan R2 pada atenuasi -32dB adalah 7.8Ω dan 0.2Ω, itu 200mΩ secara efektif memperpendek speaker yang dapat memiliki efek serius pada rangkaian output amplifier.
Salah satu cara untuk meningkatkan redaman tanpa overloading sumber adalah impedansi pertandingan rangkaian ke arah beban impedansi, ZL. Namun, seperti yang kita sekarang melihat ke dalam rangkaian atenuasi L-pad dari sisi resistor paralel, persamaannya sedikit berbeda.
Kemudian antara impedansi yang sama dan dengan kecocokan impedansi yang terlihat dari beban, nilai atau resistor R1 dan R2 dihitung sebagai berikut.
Jika kita tahu meningkatkan atenuasi ke -32dB, nilai resistor akan menjadi, R1 = 310Ω dan R2 = 8.2Ω masing-masing, dan nilai-nilai ini cukup aman untuk rangkaian sumber yang terhubung.
Pencocokan impedansi ini mungkin dalam arah impedansi yang lebih besar atau lebih kecil tetapi tidak keduanya. Konfigurasi atenuasi akan sama seperti sebelumnya, tetapi persamaan yang digunakan dalam pencocokan dua impedansi tidak sama berbeda seperti yang ditunjukkan.
Antara dua impedansi yang tidak sama, pencocokan impedansi adalah ke arah yang lebih kecil dari dua impedansi dari sumber.
Antara dua impedansi tidak sama, pencocokan impedansi adalah menuju yang lebih besar dari dua impedansi dari beban.
Perbedaan kali ini adalah bahwa jenis atenuasi ini digunakan dalam rangkaian yang bergantung pada frekuensi untuk membuat loss (atenuasi) dalam saluran transmisi atau untuk mencocokkan impedansi sumber dan jaringan beban yang tidak seimbang.
Atenuasi L-pad terdiri dari dua unsur murni resistif di seri satu sama lain dihubungkan dengan sebuah sumber tegangan dengan rasio antara dua resistansi ini membentuk jaringan pembagi tegangan seperti yang ditunjukkan di bawah ini.
Rangkaian Dasar Atenuasi L-pad
Kita dapat melihat bahwa desain atenuasi L-pad identik dengan rangkaian pembagi tegangan yang digunakan untuk mengurangi tegangan inputnya dengan jumlah tertentu. Kedua Resistor dihubungkan secara seri di seluruh tegangan input.
Sedangkan sinyal output atau tegangan hanya diambil pada satu hambatan, dengan dua elemen resistif membentuk bentuk huruf terbalik "L" dan karenanya namanya, "atenuasi L-pad ”. Untuk jenis rangkaian ini, atenuasi diberikan sebagai Vout / Vin.
Input resistor R1 adalah seri dengan output, sedangkan resistor R2 paralel dengan output dan karena itu beban. Kemudian tegangan output yang disediakan oleh pengaturan berbentuk "L" ini dibagi oleh faktor yang sama dengan rasio kedua nilai resistor ini seperti yang ditunjukkan.
Karena atenuasi L-pad terbuat dari komponen resistif murni, tidak ada pergeseran fasa dalam atenuasi. Penyisipan atenuasi antara sumber dan beban tidak boleh mengubah tegangan sumber dan oleh karena itu hambatan yang dilihat oleh sumber harus tetap sama setiap saat.
Karena dua elemen resistif memiliki nilai konstan, jika impedansi beban tidak terbatas, atenuasi diubah dan demikian juga impedansinya. Akibatnya atenuasi L-pad hanya dapat memasok kecocokan impedansi dalam satu arah saja.
Atenuator L-pad biasanya digunakan dalam penerapan/aplikasi audio untuk mengurangi sinyal yang lebih besar atau lebih kuat sambil mencocokkan impedansi antara sumber dan beban dalam memberikan transfer daya maksimum. Namun, jika impedansi sumber berbeda dengan impedansi beban, atenuasi L-pad dapat dibuat untuk mencocokkan impedansi baik tetapi tidak keduanya.
Ini karena susunan elemen resistif tidak menghasilkan impedansi yang sama melihat ke jaringan dari kedua arah. Dengan kata lain, atenuasi L-pad adalah atenuasi asimetris dan karena itu, jika jaringan atenuasi diperlukan untuk mencocokkan dua impedansi yang tidak sama di kedua arah, jenis atenuasi lainnya seperti "T-pad" simetris atau "Pi-pad" "atenuasi harus digunakan.
Atenuasi L-pad dengan Impedansi Sama
Seperti disebutkan sebelumnya, Atenuasi pasif adalah jaringan resistif yang dirancang untuk mengurangi tingkat daya atau sinyal dari sinyal frekuensi audio atau radio tanpa menimbulkan distorsi pada sinyal. Terkadang output dari penguat audio mungkin terlalu tinggi dan redaman diperlukan untuk memasukkan sinyal ini ke pengeras suara.Sebagai contoh mari kita asumsikan kita ingin mengurangi kekuatan yang disampaikan dari sebuah penguat yang memiliki impedansi sumber output, ( ZS ) dari 8Ω makan beban speaker, ( ZL ) dari 8Ω oleh 6dB. Nilai-nilai resistor R1 dan R2 adalah sebagai berikut.
Rangkaian Atenuasi L-pad
Persamaan untuk rangkaian atenuasi L-pad terhubung antara dua impedansi yang sama ( ZS = ZL ) mencari ke arah impedansi sumber, ZS akan.
Untuk menyederhanakan desain atenuasi, nilai "K" dapat digunakan dalam persamaan atenuasi di atas untuk menyederhanakan matematika sedikit. Nilai "K" ini adalah rasio dari tegangan, arus atau daya yang sesuai dengan nilai redaman yang diberikan. Persamaan umum untuk "K" diberikan sebagai:
Jadi dalam contoh kita, nilai "K" untuk redaman tegangan 6dB akan menjadi 10(6/20) = 1,9953 . Mengganti nilai ini untuk atenuasi ke dalam dua persamaan yang diberikan.
Kemudian antara dua impedansi yang sama mencari ke arah impedansi sumber ZS, nilai resistor seri, R1 adalah 4Ω dan nilai resistor paralel, R2 adalah 8Ω.
Masalah dengan konfigurasi atenuasi tipe L-pad ini adalah bahwa impedansi cocok dengan arah resistor seri R1, sedangkan impedansi "ketidak-cocokan" mengarah ke resistor paralel R2.
Masalahnya adalah ketika level atenuasi meningkat, ketidak-sesuaian ini menjadi semakin besar dan pada nilai atenuasi yang tinggi, nilai resistor paralel akan menjadi fraksi-fraksi dari Ohm.
Sebagai contoh, nilai-nilai R1 dan R2 pada atenuasi -32dB adalah 7.8Ω dan 0.2Ω, itu 200mΩ secara efektif memperpendek speaker yang dapat memiliki efek serius pada rangkaian output amplifier.
Salah satu cara untuk meningkatkan redaman tanpa overloading sumber adalah impedansi pertandingan rangkaian ke arah beban impedansi, ZL. Namun, seperti yang kita sekarang melihat ke dalam rangkaian atenuasi L-pad dari sisi resistor paralel, persamaannya sedikit berbeda.
Kemudian antara impedansi yang sama dan dengan kecocokan impedansi yang terlihat dari beban, nilai atau resistor R1 dan R2 dihitung sebagai berikut.
Mencari/Looking dari Load/Beban
Jika kita tahu meningkatkan atenuasi ke -32dB, nilai resistor akan menjadi, R1 = 310Ω dan R2 = 8.2Ω masing-masing, dan nilai-nilai ini cukup aman untuk rangkaian sumber yang terhubung.
Atenuasi L-pad dengan Impedansi Tidak Sama
Sejauh ini kita telah melihat menghubungkan atenuasi L-pad antara impedansi yang sama untuk memberikan pelemahan sinyal. Tapi kita juga bisa menggunakan "atenuasi L-pad" untuk mencocokkan impedansi dari dua rangkaian yang tidak sama.Pencocokan impedansi ini mungkin dalam arah impedansi yang lebih besar atau lebih kecil tetapi tidak keduanya. Konfigurasi atenuasi akan sama seperti sebelumnya, tetapi persamaan yang digunakan dalam pencocokan dua impedansi tidak sama berbeda seperti yang ditunjukkan.
Antara dua impedansi yang tidak sama, pencocokan impedansi adalah ke arah yang lebih kecil dari dua impedansi dari sumber.
Impedansi Cocok (match) kearah Impedansi kecil
Antara dua impedansi tidak sama, pencocokan impedansi adalah menuju yang lebih besar dari dua impedansi dari beban.
Impedansi Cocok kearah Impedansi yang Lebih Besar
Contoh: Atenuasi L-pad No.2
Saluran transmisi sinyal yang memiliki impedansi sumber 75Ω harus dihubungkan ke meter kekuatan sinyal impedansi 50Ω yang memiliki tampilan maksimum -12dB. Hitung nilai resistor yang diperlukan dalam rangkaian atenuasi L-pad untuk mengoperasikan meteran pada daya maksimum.
Dengan pencocokan impedansi terhadap nilai 50Ω yang lebih kecil, resistor R1 dan R2 dihitung sebagai berikut.
Kemudian resistor R1 sama dengan 59.6Ω dan R2 sama dengan 22.2Ω, atau nilai yang lebih disukai terdekat.
Atenuasi L-pad dapat digunakan untuk sempurna sesuai satu impedansi yang lain memberikan jumlah yang tetap pelemahan, namun rangkaian yang dihasilkan “lossy”.
Namun, jika jumlah redaman yang tetap tidak penting dan hanya kehilangan penyisipan minimum yang diperlukan antara sumber dan beban, atenuasi L-pad dapat digunakan untuk mencocokkan dua impedansi dari nilai yang tidak sama menggunakan persamaan berikut untuk menghitung resistor, R1 dan R2 .
Persamaan Kerugian (loss) Minimum Penyisipan
Di mana: resistor R1 berada di sisi impedansi yang lebih besar dan resistor R2 berada di sisi impedansi yang lebih kecil dan dalam contoh kami di atas, masing-masing 75Ω dan 50Ω.
Kehilangan penyisipan minimum dalam desibel atenuasi L-pad yang terhubung antara sumber dan beban oleh karena itu diberikan sebagai:
Redaman (atenuasi) Minimum dalam dB
Ringkasan Atenuasi L-pad
Dalam tutorial ini kita telah melihat bahwa rangkaian atenuasi L-pad adalah jaringan pasif dan murni resistif yang dapat digunakan untuk mengurangi kekuatan sinyal sambil mencocokkan impedansi sumber dan beban.
Atenuator L-pad biasanya digunakan dalam elektronik audio untuk mengurangi sinyal audio yang dihasilkan oleh Penguat (amplifier) yang dikirimkan ke speaker atau headphone.
Namun, salah satu kelemahan utama dari "atenuasi L-pad" adalah karena atenuasi L-pad adalah perangkat impedansi yang konstan, pada pengaturan daya rendah atenuasi mengubah semua energi yang tidak dikirim ke beban menjadi panas yang dapat besar.
Selain itu, pada frekuensi yang jauh lebih tinggi atau di mana rangkaian atenuasi diperlukan dengan sempurna sesuai dengan input dan output, desain atenuasi lain yang lebih baik digunakan.
Dalam tutorial berikutnya tentang Atenuasi, kita akan melihat jenis desain atenuasi lain yang disebut Atenuasi T-pad yang menggunakan tiga komponen resistif untuk menghasilkan atenuasi yang seimbang.