Atenuasi T-pad
Atenuasi T-pad adalah jaringan atenuasi yang terdiri dari tiga elemen resistif non-induktif yang dihubungkan bersama untuk membentuk konfigurasi "T", (seperti namanya).
Meskipun tidak biasa, konfigurasi “T” (tee) ini juga dapat dianggap sebagai konfigurasi atenuasi “Y” yang bagus juga. Berbeda dengan Atenuasi L-pad sebelumnya, yang memiliki nilai resistif yang berbeda melihat ke dalam atenuasi dari kedua ujungnya menjadikannya asimetris, atenuasi T-pad simetris dalam desainnya.
Pembentukan elemen resistif menjadi bentuk huruf "T" berarti bahwa atenuasi T-pad memiliki nilai resistansi yang sama dari kedua ujung. Formasi ini kemudian menjadikan "atenuasi T-pad" menjadi atenuasi simetris sempurna yang memungkinkan terminal input dan outputnya ditransposisikan seperti yang ditunjukkan.
Kita dapat melihat bahwa atenuasi T-pad simetris dalam desainnya yang terlihat dari kedua ujungnya dan jenis desain atenuasi ini dapat digunakan untuk impedansi yang cocok dengan saluran transmisi yang sama atau tidak sama.
Secara umum, Resistor R1 dan R2 memiliki nilai yang sama tetapi ketika dirancang untuk beroperasi di antara rangkaian impedansi yang tidak sama, kedua resistor ini dapat memiliki nilai yang berbeda. Dalam hal ini atenuasi T-pad sering disebut sebagai “atenuasi taper pad”.
Tetapi sebelum kita melihat atenuasi T-pad lebih terinci, pertama-tama kita perlu memahami penggunaan "faktor K" yang digunakan dalam menghitung impedansi atenuasi dan yang dapat membuat pengurangan matematika dan pekerjaan kita sedikit lebih mudah.
Dengan kata lain, rasio tegangan, Kv diberikan sebagai: Vin/Vout = 10dB/20, rasio arus, Ki diberikan sebagai: Iin/Iout = 10dB/20, dan rasio daya, Kp diberikan sebagai: Pin/Pout = 10dB/10.
Jadi misalnya, nilai "K" untuk redaman tegangan 6dB akan menjadi 10(6/20) = 1,9953, dan redaman 18dB akan menjadi 10(18/20) = 7,9433, dan seterusnya. Tetapi alih-alih menghitung nilai "K" ini setiap kali kita ingin merancang rangkaian atenuasi baru, kita dapat menghasilkan tabel faktor "K" untuk menghitung kehilangan/loss dari atenuasi sebagai berikut.
Dalam hal ini tiga elemen resistif dipilih untuk memastikan bahwa impedansi input dan impedansi output cocok dengan impedansi beban yang merupakan bagian dari jaringan atenuasi. Karena impedansi input dan output T-pad dirancang agar sesuai dengan beban, nilai ini disebut "karakteristik impedansi" dari jaringan T-pad simetris.
Kemudian persamaan yang diberikan untuk menghitung nilai-nilai resistor dari rangkaian atenuasi T-pad yang digunakan untuk pencocokan impedansi pada setiap pelemahan yang diinginkan diberikan sebagai:
di mana: K adalah faktor impedansi dari tabel di atas, dan Z adalah impedansi sumber/beban.
Kemudian resistor R1 dan R2 sama dengan 466Ω dan resistor R3 sama dengan 154Ω, atau nilai yang lebih disukai terdekat.
Sekali lagi seperti sebelumnya, kita dapat menghasilkan tabel standar untuk nilai seri dan impedansi paralel yang diperlukan untuk membangun rangkaian atenuasi T-pad simetris 50Ω, 75Ω atau 600Ω karena nilai-nilai ini akan selalu sama terlepas dari penerapan/aplikasi. Nilai-nilai resistor yang dihitung, R1 , R2 dan R3 diberikan di bawah ini.
Catatan, karena jumlah atenuasi yang dibutuhkan oleh rangkaian meningkatkan nilai impedansi seri untuk R1 dan R2 juga meningkat sementara nilai impedansi shunt paralel R3 menurun. Ini adalah karakteristik dari rangkaian atenuasi T-pad simetris yang digunakan antara impedansi yang sama.
Ketika digunakan untuk pencocokan impedansi, atenuasi T-pad disebut Atenuasi Taper Pad. Namun, untuk melakukan itu kita perlu memodifikasi persamaan sebelumnya sedikit untuk memperhitungkan pemuatan yang tidak sama dari sumber dan beban impedansi pada rangkaian atenuasi. Persamaan baru menjadi.
di mana: K adalah faktor impedansi dari tabel di atas, dan Z1 adalah lebih besar dari sumber/beban impedansi dan Z2 adalah lebih kecil dari impedansi sumber/beban.
Kemudian: Z1 = 75Ω (impedansi terbesar), Z2 = 50Ω (impedansi terkecil) dan K = 18dB = 7,9433 dari tabel di atas.
Jadi resistor R1 sama dengan 15.67Ω, resistor R2 sama dengan 62Ω dan resistor R3 sama dengan 36Ω, atau nilai yang disukai terdekat.
Atenuasi seimbang-T juga disebut atenuasi H-pad karena tata letak elemen resistif membentuk bentuk huruf "H" dan karenanya nama mereka, "atenuasi H-pad".
Nilai-nilai resistif dari rangkaian T-seimbang pertama-tama dihitung sebagai konfigurasi T-pad yang tidak seimbang sama seperti sebelumnya, tetapi kali ini nilai-nilai seri resistif pada setiap kaki dibelah dua (dibagi dua) untuk memberikan gambar cermin di kedua sisi ground.
Meskipun tidak biasa, konfigurasi “T” (tee) ini juga dapat dianggap sebagai konfigurasi atenuasi “Y” yang bagus juga. Berbeda dengan Atenuasi L-pad sebelumnya, yang memiliki nilai resistif yang berbeda melihat ke dalam atenuasi dari kedua ujungnya menjadikannya asimetris, atenuasi T-pad simetris dalam desainnya.
Pembentukan elemen resistif menjadi bentuk huruf "T" berarti bahwa atenuasi T-pad memiliki nilai resistansi yang sama dari kedua ujung. Formasi ini kemudian menjadikan "atenuasi T-pad" menjadi atenuasi simetris sempurna yang memungkinkan terminal input dan outputnya ditransposisikan seperti yang ditunjukkan.
Rangkian Dasar Atenuasi T-pad
Kita dapat melihat bahwa atenuasi T-pad simetris dalam desainnya yang terlihat dari kedua ujungnya dan jenis desain atenuasi ini dapat digunakan untuk impedansi yang cocok dengan saluran transmisi yang sama atau tidak sama.
Secara umum, Resistor R1 dan R2 memiliki nilai yang sama tetapi ketika dirancang untuk beroperasi di antara rangkaian impedansi yang tidak sama, kedua resistor ini dapat memiliki nilai yang berbeda. Dalam hal ini atenuasi T-pad sering disebut sebagai “atenuasi taper pad”.
Tetapi sebelum kita melihat atenuasi T-pad lebih terinci, pertama-tama kita perlu memahami penggunaan "faktor K" yang digunakan dalam menghitung impedansi atenuasi dan yang dapat membuat pengurangan matematika dan pekerjaan kita sedikit lebih mudah.
Atenuasi Faktor “K”
Faktor "K" , juga dikenal sebagai "faktor impedansi" umumnya digunakan dengan atenuasi untuk menyederhanakan proses desain rangkian atenuasi yang kompleks. Faktor “K” ini atau nilai adalah rasio tegangan, arus atau daya yang sesuai dengan nilai yang diberikan redaman. Persamaan umum untuk "K" diberikan sebagai:Dengan kata lain, rasio tegangan, Kv diberikan sebagai: Vin/Vout = 10dB/20, rasio arus, Ki diberikan sebagai: Iin/Iout = 10dB/20, dan rasio daya, Kp diberikan sebagai: Pin/Pout = 10dB/10.
Jadi misalnya, nilai "K" untuk redaman tegangan 6dB akan menjadi 10(6/20) = 1,9953, dan redaman 18dB akan menjadi 10(18/20) = 7,9433, dan seterusnya. Tetapi alih-alih menghitung nilai "K" ini setiap kali kita ingin merancang rangkaian atenuasi baru, kita dapat menghasilkan tabel faktor "K" untuk menghitung kehilangan/loss dari atenuasi sebagai berikut.
Tabel Loss (kerugian) Atenuasi
dB
Loss
|
12.0
|
18.0
|
24.0
|
30.0
|
36.0
|
48.0
|
60.0
|
100
|
Nilai K
|
3.9811
|
7.9433
|
15.849
|
31.623
|
63.096
|
251.19
|
1000
|
105
|
dB
Loss
|
0.5
|
1.0
|
2.0
|
3.0
|
6.0
|
7.5
|
9.0
|
10.0
|
Nilai K
|
1.0593
|
1.1220
|
1,2589
|
1.4125
|
1,9953
|
2.3714
|
2.8184
|
3.1623
|
Dan seterusnya, menghasilkan tabel kerugian atenuasi dengan nilai desibel sebanyak yang kita butuhkan untuk desain atenuasi kita.
Atenuasi T-pad dengan Impedansi Sama
Kita sudah mengatakan sebelumnya, bahwa atenuasi T-pad adalah desain atenuasi simetris yang terminal input dan outputnya dapat ditransposisi satu sama lain. Hal ini membuat atenuasi T-pad ideal untuk penyisipan antara dua impedansi yang sama ( ZS = ZL ) untuk mengurangi tingkat sinyal.Dalam hal ini tiga elemen resistif dipilih untuk memastikan bahwa impedansi input dan impedansi output cocok dengan impedansi beban yang merupakan bagian dari jaringan atenuasi. Karena impedansi input dan output T-pad dirancang agar sesuai dengan beban, nilai ini disebut "karakteristik impedansi" dari jaringan T-pad simetris.
Kemudian persamaan yang diberikan untuk menghitung nilai-nilai resistor dari rangkaian atenuasi T-pad yang digunakan untuk pencocokan impedansi pada setiap pelemahan yang diinginkan diberikan sebagai:
Persamaan Atenuasi T-pad
di mana: K adalah faktor impedansi dari tabel di atas, dan Z adalah impedansi sumber/beban.
Contoh: Atenuasi T-pad No.1
Diperlukan atenuasi T-pad untuk mengurangi level sinyal audio sebesar 18dB sambil mencocokkan impedansi jaringan 600Ω. Hitung nilai dari tiga resistor yang diperlukan.Kemudian resistor R1 dan R2 sama dengan 466Ω dan resistor R3 sama dengan 154Ω, atau nilai yang lebih disukai terdekat.
Sekali lagi seperti sebelumnya, kita dapat menghasilkan tabel standar untuk nilai seri dan impedansi paralel yang diperlukan untuk membangun rangkaian atenuasi T-pad simetris 50Ω, 75Ω atau 600Ω karena nilai-nilai ini akan selalu sama terlepas dari penerapan/aplikasi. Nilai-nilai resistor yang dihitung, R1 , R2 dan R3 diberikan di bawah ini.
dB Loss
|
Faktor K
|
50Ω Impedansi
|
75Ω Impedansi
|
600Ω Impedansi
|
|||
R1, R2
|
R3
|
R1, R2
|
R3
|
R1, R2
|
R3
|
||
1.0
|
1.1220
|
2.9Ω
|
433.3Ω
|
4.3Ω
|
650.0Ω
|
34.5Ω
|
5K2Ω
|
2.0
|
1,2589
|
5.7Ω
|
215.2Ω
|
8.6Ω
|
322.9Ω
|
68.8Ω
|
2K58Ω
|
3.0
|
1.4125
|
8.5Ω
|
141.9Ω
|
12.8Ω
|
212.9Ω
|
102.6Ω
|
1K7Ω
|
6.0
|
1,9953
|
16.6Ω
|
66.9Ω
|
24.9Ω
|
100.4Ω
|
199.4Ω
|
803.2Ω
|
10.0
|
3.1623
|
26.0Ω
|
35.1Ω
|
39.0Ω
|
52.7Ω
|
311.7Ω
|
421.6Ω
|
18.0
|
7.9433
|
38.8Ω
|
12.8Ω
|
58.2Ω
|
19.2Ω
|
465.8Ω
|
153.5Ω
|
24.0
|
15.8489
|
44.1Ω
|
6.3Ω
|
66.1Ω
|
9.5Ω
|
528.8Ω
|
76.0Ω
|
32.0
|
39.8107
|
47.5Ω
|
2.5Ω
|
71.3Ω
|
3.8Ω
|
570.6Ω
|
30.2Ω
|
Atenuasi T-pad dengan Impedansi Tidak Sama
Serta menggunakan atenuasi T-pad untuk mengurangi tingkat sinyal di rangkaian dengan impedansi yang sama, kami juga dapat menggunakannya untuk pencocokan impedansi antara impedansi yang tidak sama ( ZS ≠ ZL ).Ketika digunakan untuk pencocokan impedansi, atenuasi T-pad disebut Atenuasi Taper Pad. Namun, untuk melakukan itu kita perlu memodifikasi persamaan sebelumnya sedikit untuk memperhitungkan pemuatan yang tidak sama dari sumber dan beban impedansi pada rangkaian atenuasi. Persamaan baru menjadi.
Persamaan Atenuasi Taper Pad untuk Impedansi Tidak Sama
di mana: K adalah faktor impedansi dari tabel di atas, dan Z1 adalah lebih besar dari sumber/beban impedansi dan Z2 adalah lebih kecil dari impedansi sumber/beban.
Contoh: Atenuasi T-pad No.2
Atenuasi taper pad terhubung ke impedansi beban 50Ω diperlukan untuk mengurangi tingkat sinyal audio sebesar 18dB dari sumber impedansi 75Ω. Hitung nilai dari tiga resistor yang diperlukan.Kemudian: Z1 = 75Ω (impedansi terbesar), Z2 = 50Ω (impedansi terkecil) dan K = 18dB = 7,9433 dari tabel di atas.
Jadi resistor R1 sama dengan 15.67Ω, resistor R2 sama dengan 62Ω dan resistor R3 sama dengan 36Ω, atau nilai yang disukai terdekat.
Atenuasi T-Balanced (seimbang)
Atenuasi T-pad Balanced atau Atenuasi T, menggunakan dua rangkian atenuasi T-pad dihubungkan bersama untuk membentuk jaringan gambar cermin yang seimbang seperti yang ditunjukkan di bawah ini.
Rangkaian Atenuasi T-Balanced (seimbang)
Atenuasi seimbang-T juga disebut atenuasi H-pad karena tata letak elemen resistif membentuk bentuk huruf "H" dan karenanya nama mereka, "atenuasi H-pad".
Nilai-nilai resistif dari rangkaian T-seimbang pertama-tama dihitung sebagai konfigurasi T-pad yang tidak seimbang sama seperti sebelumnya, tetapi kali ini nilai-nilai seri resistif pada setiap kaki dibelah dua (dibagi dua) untuk memberikan gambar cermin di kedua sisi ground.
Nilai resistif total yang dihitung dari resistor paralel tengah tetap pada nilai yang sama tetapi dibagi menjadi dua dengan pusat yang terhubung ke ground menghasilkan rangkaian seimbang.
Dengan menggunakan nilai yang dihitung di atas untuk atenuasi T-pad yang tidak seimbang, resistor seri R1 = R2 = 466Ω ÷ 2 = 233Ω untuk keempat resistor seri dan resistor paralel shunt, R3 = 154Ω sama seperti sebelumnya dan nilai-nilai ini dapat dihitung menggunakan persamaan modifikasi berikut untuk Atenuasi T-Balanced (seimbang).
Persamaan Atenuasi Balanced-T
Ringkasan Atenuasi T-pad
Atenuasi T-pad adalah jaringan atenuasi simetris yang dapat digunakan dalam rangkian saluran transmisi yang memiliki impedansi sama atau tidak sama. Karena atenuasi T-pad simetris dalam desainnya, ia dapat dihubungkan ke dua arah sehingga menjadikannya rangkaian dua arah.
Salah satu karakteristik utama dari atenuasi T, adalah bahwa impedansi shunt arm (paralel) menjadi lebih kecil dengan meningkatnya atenuasi. atenuasi T-pad yang digunakan sebagai rangkaian pencocokan impedansi biasanya disebut "atenuasi taper pad".
Kita telah melihat bahwa atenuasi T-pad dapat berupa jaringan resistif yang tidak seimbang atau seimbang. Nilai tetap atenuasi T-pad tidak seimbang adalah yang paling umum dan umumnya digunakan dalam frekuensi radio dan saluran transmisi kabel coaxial TV adalah salah satu sisi garis dibumikan.
Atenuasi Balanced-T juga disebut atenuasi H-pad karena desain dan konstruksinya. Atenuasi H-pad terutama digunakan pada saluran transmisi data yang menggunakan kabel balanced atau twisted pair.
Dalam tutorial berikutnya tentang Atenuasi, kita akan melihat jenis lain dari desain atenuasi T-pad yang disebut Atenuasi Bridged-T yang menggunakan komponen resistif tambahan di garis seri.