تُستخدم مخففات التردد الراديوي (RF Attenuators) لمجموعة متنوعة من الأغراض في العديد من تصميمات وأنظمة دوائر التردد اللاسلكي. يمكن أن تكون هذه المخففات ثابتة، أو قابلة للتبديل، أو حتى متغيرة باستمرار، وتستخدم تقنيات تصميم مختلفة لتحقيق وظيفتها الأساسية.
ببساطة، المخفف هو جهاز إلكتروني يقلل من مستوى أو قوة الإشارة دون أن يشوهها بشكل كبير. يُقاس هذا التخفيف عادةً بوحدة الديسيبل (dB).
قد يكون هذا التخفيف مطلوبًا لحماية مرحلة معينة في دائرة إلكترونية من استقبال إشارة ذات مستوى عالٍ جدًا قد يؤدي إلى تلفها. كما يمكن استخدام المخفف لتوفير مطابقة دقيقة للممانعة (Impedance Matching)، أو في أي تطبيق آخر يتطلب التحكم الدقيق في مستويات الإشارة.
وبما أن المخففات تقلل من مستويات الطاقة العالية، فإنها غالبًا ما تحتاج إلى دمج مشتت حراري (Heat Sink) لضمان إمكانية تبديد الطاقة الزائدة بشكل مناسب.
هذه المخففات لها قيمة تخفيف محددة لا يمكن تغييرها. يمكن دمجها مباشرة في تصميم لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) وهي سهلة التصميم.
تستخدم هذه المخففات في أنظمة الاختبار حيث قد يلزم تغيير المستويات بشكل متدرج. غالبًا ما تحتوي على مجموعة من المفاتيح التي تسمح بتبديل أقسام مختلفة من المخفف لتوفير مستويات تخفيف متنوعة.
توفر هذه المخففات تغييرًا مستمرًا في مستوى التخفيف عن طريق تغيير جهد تماثلي على خط التحكم. تُستخدم عادةً عندما لا تكون الدقة العالية متطلبًا أساسيًا، وفي تطبيقات مثل حلقات التغذية الراجعة للتحكم في المستوى.
المخففات القائمة على المقاومات (Resistive Attenuators): تستخدم مقاومات ثابتة لتوفير مستويات دقيقة من التخفيف. يجب أن تكون المقاومات المستخدمة غير حثية (non-inductive).
المخففات القائمة على دايود PIN (PIN Diode Attenuators): تُستخدم في التصميمات التي تتطلب مستوى متغيرًا باستمرار، أو في المخففات القابلة للتبديل.
المخففات القائمة على ترانزستور FET (FET Attenuators): يمكن استخدامها في التصميمات التي تتطلب مستوى متغيرًا باستمرار، حيث تستخدم جهد تحكم تماثلي للتحكم في مستوى التخفيف.
تقليل مستوى الإشارة: الاستخدام الأساسي هو تقليل مستوى الإشارة للحفاظ عليها ضمن النطاق المطلوب. أحد الاستخدامات الخاصة هو اختبار إشارات التردد اللاسلكي عالية الطاقة، على سبيل المثال، في أجهزة الإرسال حيث يلزم خفض مستوى الإشارة قبل تطبيقها على معدات الاختبار.
تحسين مطابقة الممانعة: بحكم طبيعته، فإن المخفف الذي يتوافق مع الممانعة سيحسن من مطابقة الممانعة، وهو أمر مفيد جدًا عند تشغيل خلاطات التردد اللاسلكي الحساسة للمطابقة.
التحكم في المستوى المتغير: يمكن استخدامها للتحكم في مستوى خرج أجهزة مثل مولدات الإشارة.
عند اختيار مخفف، يجب مراعاة المواصفات التالية:
قيمة التخفيف (Attenuation): هذه هي المواصفات الأساسية، وهي النسبة بين طاقة الخرج وطاقة الدخل، وتُحدد بالديسيبل (dB).
تبديد الطاقة (Power Dissipation): من المحتمل أن يكون ثاني أهم معلمة. يجب التأكد من أن المخفف قادر على التعامل مع مستويات الطاقة المتوقعة دون أن يتلف.
الممانعة (Impedance): يتم إجراء معظم عمليات نقل طاقة التردد الراديوي لأنظمة ذات ممانعة 50 أوم (Ω)، وهو المستوى الأكثر استخدامًا، على الرغم من استخدام أنظمة 75 أوم أيضًا.
دقة التخفيف (Attenuation Accuracy): غالبًا ما يكون من الضروري معرفة دقة مستوى التخفيف للمخفف، خاصة في تطبيقات اختبار المعدات.
استجابة التردد (Frequency Response): يمكن أن يختلف مستوى التخفيف مع تغير التردد. يمكن تزويد بعض المخففات بمخططات معايرة تقيس التوهين المطلق عند ترددات مختلفة.
نسبة الموجة المستقرة للجهد (VSWR): تشير إلى جودة المطابقة التي يوفرها المخفف.
التفاصيل الميكانيكية والبيئية: تشمل جوانب مثل الحجم، والوزن، ونوع الموصلات، بالإضافة إلى نطاق درجة الحرارة والرطوبة والاهتزاز الذي يمكن أن يعمل فيه المخفف.
