Atenuador a 20dB

Universidad Técnica Particular de Loja Microondas

Universidad Técnica Particular de Loja Titulación en Electrónica y Telecomunicaciones MICROONDAS

Tema:

Diseño de un Atenuador a 20 db


Atenuador a 30dB 1. Objetivos 1.1. Objetivo general Diseño e implementación de un atenuador a 20 dB. 1.2. Objetivos específicos Verificar que el diseño cumpla las expectativas de funcionamiento en alta frecuencia. Elaborar simulaciones en la cual nos permita tener una visión previa antes de la construcción. Diseñar el atenuador con las resistencias de valores comerciales y verificar su funcionamiento mediante el analizador de redes. 2. Marco teórico 





3. Cálculo de los resistores del Atenuador de 30 dB.

Ilustración 1 Diagrama de atenuador PI

Ilustración 2 Diagrama de todo el circuito atenuador PI

Lo primero es encontrar la impedancia de entrada, mirando desde el puerto 1.

Como

 =   = 

 = // //

Y

Donde // denota conexión en paralelo de resistencias. La simplificación de esto nos queda de la siguiente manera:


 = // //  = //      =  //(   )                  =   +                   =         

     =      2202 102   − = 2  − = 2    2    =  −  1 =

Como debemos tener una cierta atenuación. La fórmula para el rendimiento de la división de tensión:

 = ( //// )   =   = ( //// )  Como

 = //     // 

 2

La atenuación (ganancia) K se define como:

 =   La combinación de las dos últimas

 3  2   3 :  = 1 2//2//0 0  2 0  = 1 2 2 00 2  0


 2 0  = 1 2 2 01 02 0  2  0  =         =     =   −     =  1−  4 Reemplazo la EC (1) en la EC (4) para hallar R2

   =  1−  1− =       2    1− =   −      1− =  2  −    2    1− =  −    2     −  =  −   −     = 2   −  =       −  =       −  =        −  =     1−= 1   1     = 1− 1   5  = 1− Para que salgan positivos los valores de R2

1   = −1

 6

Ahora para hallar R1 reemplazamos la EC (5) en la EC (1)


   2    =  − 1 ) 1− ( 2  =

1  ) − ( 1− 21− 2  =   −   1−2  21− 2  =  2  1−2 −  21− 2  =  2 − 2− 1−2 21− 2  = 4 1−2  21− 2  = 4 1−2 2 2    = 41 1−  2−2−2  2   = 4  −2  2   = 4 1−  2   = 22   1−   = 2  7 Para que salgan positivos los valores de R1

 = 2 −1  8 Para encontrar los valores de R1 y R2 es necesario saber cuánto vale K entonces:


 =  = 10 En nuestro caso es un atenuador de 30 dB:

 =  = 10 =31.62 Ahora reemplazo en EC (8) y EC (6), Zo=50 oh ms :

 −1     = 2  8  −1 5031. 6 2  = 231.62 =789.77 Ω 1   6  = −1 31.62 =53.26 Ω  = 501 31.62−1  =  = 53.26 Ω

Ilustración 3 Atenuador con va lores de resistores para 30dB

4. Practico:


Al utilizar el analizador de redes con nuestro atenuador se pudo observar el comportamiento en cada uno de los puertos por medio de sus parámetros S, que nos quedó de la siguiente manera:

Ilustración 4 Parámetro S11 del atenuador en pi





Los dB perdidos analizados en los puertos nos puede demostrar la simetría entre los puertos ya que son semejantes y de la misma manera:

  

    =−27.177  =−28.171  =−28.148  =−27.512


Se nos fijamos en el analizador de redes y sus valores, que, aunque varían en decimas las atenuaciones, son semejantes en el entero y se puedo observar la simetría que tiene el atenuador. 5. Simulación en Microwave Office 2010 Estructura del Circuito Atenuador con las resistencias calculada

Ilustración 8 Diagrama en Microwave del atenuador Pi con resistencias calculadas a 30dB


Ilustración 9 Vista de la atenuación desde el puerto P1a P2

Ilustración 10 Parámetros S del atenuador Pi a 30dB


Ilustración 111 Parámetros S en dB del atenuador Pi a 30dB

Estructura del Circuito Atenuador con las resistencias comerciales


Ilustración 122 Diagrama en Microwave del atenuador Pi con resistencias comerciales a 30dB

Ilustración 133 Vista de la atenuación desde el puerto P1a P2


Ilustración 144 Parámetros S del atenuador Pi resistencias comerciales a 30dB

Ilustración 155 Parámetros S en dB del atenuador Pi resistencias comerciales a 30dB


6. Conclusiones: Los valores calculados están dados en decimales, lo cual modifica mínimamente la atenuación, en nuestro caso una milésima modifica 0.0003dB, lo cual puede tomarse como despreciable. Al cambiar los valores comerciales deben ser lo más cercanas posibles ya que modifican cerca de +1dB(0.823dB). El simulador microwave nos permite verificar el comportamiento que tendrá nuestro atenuador diseñado, antes de implementarlo. 7. Referencias: 1) Attenuators ,[24/11/2015],[En línea],<” http://www.allaboutcircuits.com/vol_3/chpt_1/7.html”> 2) ” Design of Attenuators”, < 2012-02-12>, [24 /11/2015] ,[En línea],’’ http://axotron.se/index_en.php?page=37 

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Atenuador a 20dB

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