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Designer de atenuadores de RF

Projete almofadas atenuadoras Pi (π) e T para qualquer valor de atenuação e impedância. Retorna os valores padrão do resistor para ambas as topologias com os valores E24 mais próximos.

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Fórmula

K = 10^{A/20},\ R_{1\pi} = Z_0\frac{K+1}{K-1},\ R_{2\pi} = Z_0\frac{K^2-1}{2K}

Referência: Vizmuller, "RF Design Guide" (1995); Matthaei et al. (1964)

KVoltage attenuation ratio (10^(A/20))
AAttenuation (dB)
Z₀System impedance (Ω)

Como Funciona

Atenuadores de RF são redes passivas projetadas para reduzir a potência do sinal sem distorção significativa. As configurações pi-pad e T-pad são dois projetos de topologia fundamentais usados no condicionamento de sinais de RF. Essas redes empregam resistores de precisão para criar uma divisão de tensão controlada, permitindo uma redução precisa de energia nas linhas de transmissão. As relações matemáticas derivam dos princípios de correspondência de impedância, garantindo reflexão mínima do sinal e mantendo uma impedância característica consistente (Z0). Cada topologia tem estratégias exclusivas de posicionamento de resistores: os pi-pads têm resistores paralelos e em série configurados em forma de π, enquanto os pads T formam uma rede semelhante a T. O fator de atenuação é determinado pela relação de divisão de tensão, que depende dos valores de resistência calculados por meio de transformações logarítmicas da redução de decibéis desejada.

Exemplo Resolvido

Considere projetar um atenuador de 20 dB para um sistema de 50Ω usando uma configuração pi-pad. Primeiro, calcule N = 10^ (20/20) = 10. Para R1: R1 = 50 · (10-1)/(10+1) = 40,9Ω. Para R2: R2 = 50 · (10²-1)/(2,10) = 224,5Ω. As implementações práticas usariam resistores de tolerância padrão de 1%: R1 = 41,2Ω e R2 = 220Ω. Esses valores fornecem aproximadamente 20 dB de atenuação, mantendo a impedância do sistema de 50Ω. Meça o desempenho real usando um analisador de rede vetorial para confirmar as características precisas de atenuação e perda de retorno.

Dicas Práticas

  • Use resistores de filme metálico ou fios enrolados de precisão para um desempenho consistente
  • Selecione componentes classificados para os níveis de potência e faixa de frequência esperados
  • Considere o coeficiente de temperatura para uma atenuação estável em todas as condições operacionais

Erros Comuns

  • Negligenciando a tolerância do resistor e seu impacto no desempenho real da atenuação
  • Deixar de considerar as capacidades de manuseio de energia dos resistores selecionados
  • Ignorando a capacitância parasitária e a indutância em altas frequências

Perguntas Frequentes

Os atenuadores Pi-pad e T-pad diferem na configuração e posicionamento do resistor. Os Pi-pads têm resistores paralelos e em série, enquanto os T-pads têm resistores em série e paralelos dispostos de forma diferente.
Os valores calculados fornecem desempenho teórico. As implementações reais podem variar devido às tolerâncias dos componentes, aos efeitos parasitários e às variações de fabricação.
O desempenho depende do tipo e do layout do resistor. As aplicações de alta frequência requerem componentes especializados e um design cuidadoso para minimizar os efeitos reativos.
A seleção depende dos requisitos específicos do projeto, da faixa de frequência e das características de correspondência de impedância desejadas. Cada topologia tem atributos de desempenho exclusivos.
Os principais fatores incluem tolerância de resistores, manuseio de energia, faixa de frequência, estabilidade de temperatura e componentes reativos parasitas.

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