موهن

الاسم والرمز

وفي هذا الصدد، دُعي مُوهِن القدرة في اللغة العربيّة لأنّه يقوم باضعاف (تخفيض) الاستطاعة أو الجهد وهو يتألف من كَلمتَين الأولى مُوهِن اسم فاعل من الفعل الرباعي أَوهَن بمعنى أضعف و القدرة التي تعني الاستطاعة .

كذلك، يرمز إلى مُوهِن القدرة بخط طولي منكسر يقطعه في المنتصف خط أفقي مستقيم؛ في حال كون المُوهِن من النوع المتغير عندها يقطع المُوهِن سهم بزاوية 45 درجة.

البناء

من جانب آخر، في حالة الترددات الأعلى، يتم استخدام شبكات مقاومة نسبة ثبات موجة القدرة المنخفضة المطابقة بدقة.

وفي هذا السياق، تُصنَّع الموهنات من دارات مقسم الجهد، وبالتبديل بين مقاومات مختلفة قابلة للضبط يتم الحصول على أشكال مُوهِنات قدرة قابلة للضبط بشكل ثابت وأخرى قابلة للضبط باستمرار عبر استخدام مقاييس الجهد.

الاستخدام

في هذا الإطار، تستعمل المُوهِنات الثابتة في الدارات الإلكترونية لخفض الجهد وتبديد الطاقة وتحسين مطابقة المعاوقة. عند قياس الإشارات، تُستعمل أو محولات المُوهِنات لتخفيض سعة الإشارة بمقدار معروف لتمكين قياسها، كذلك تستعمل لحماية جهاز القياس من مستويات الإشارة التي قد تتلفه. كما تستعمل المُوهِنات «لمطابقة» المعاوقة من خلال خفض نسبة الموجة الدائمة الواضحة SWR .

نبذة تاريخية

إضافةً إلى ذلك، كما تجدر الإشارة إلى أولى الشركات التي صنعت المُوهِنات الإلكترونيّة شركة NAB عام 1960 وحققت خسارة في القدرة تتراوح بين 1/2 إلى 40 ديسيبل عند استخدامها للعناصر في دارات ذات مقاومة 600 أوم.

وفي هذا السياق، يعود ذكر المُوهِن الإلكتروني للمرة الأولى لعام 1838 ولم يرد ذكر الاستخدام بشكل واضح ؛ فيما تم الحصول لاحقاً على براءة اختراع أميركية لمُوهِن القدرة في السابع من مايو (آيار) عام 1943 من قبل أرنولد أي. بينوين، ريد بانك وان. جي. في مختبرات بيل الهاتفية في مدينة نيويورك وبرقم تسلسلي 486013.

الرموز المستخدمة

Zload: معاوقة الدخل للحمل.

من جهة ثانية، Zin المعاوقة الظاهرة على منفذ الدخل عندما يكون Zload متصلاً بمنفذ الخرج. ويكون Zin متغير تابع لمقاومة الحمل Z load .

في هذا الإطار، غير فعّالة، لوحات المقاومة والمُوهِنات التي تكون ثنائية الاتجاه بمنفذين، لكن في هذا القسم سوف يتم معاملتها كأحادية الاتجاه,

حساب المقاومة في حالة الصنف T المتوازن

Zs: معاوقة الخرج للمنبع.

الدقة

التكرارية.

الأنواع

تحويل من الصنف Π إلى الصنف T

• يتم ذلك بالتحويل المثلثي النجمي عبر المعادلات التالية:
• انظر كذلك
• دائرة رنين

المُوهِنات الصوتية

ومن جهة أخرى، تحتوي المُوهِنات التي تعمل على مستوى خط التسوية على معالجة منخفضة للطاقة مثل مقياس الجهد ½ واط أو مقسم الجهد والتحكم في مستوى ما قبل التضخيم، وعلى اعتبار أن مضخم القدرة يملك قدرة معالجة أكبر للطاقة عندها يتموضع بين مضخم الطاقة ومكبر الصوت.

• أمثلة عن مكان وجود المُوهِنات الصوتية:
• مُوهِن الطاقة (الإيتار الكهربائي)
• مضخم الإيتار.

كذلك، تستعمل المُوهِنات الصوتية على مستوى خط التسوية في مرحلة ما قبل التضخيم أو في تخفيف القدرة بعد استخدام المضخمات المقاومة الكهربائية وذلك للتقليل من مطال الإشارة الواصل إلى مكبر الصوت، والذي بدوره يقلل قدرة الخرج.

المواصفات الأساسية للمُوهِنات الإلكترونية

عرض نطاق التردد مثلًا DC-18 GHz.

إضافةً إلى ذلك، التوهين (التخفيف) تحدد بالديسيبيل من القوة النسبية؛ حيث أنّ مخمد ذو القدرة 3 ديسيبيل يعمل على تخفيض القدرة إلى النّصف في حين مخمد ذو 6 ديسيبيل يخفض القدرة إلى الربع و 10 ديسيبيل إلى العِشر و 20 ديسيبيل إلى 1 بالمائة و30 ديسيبيل إلى 1 بالألف وهكذا…؛ أما بالنسبة للجهد فيكون التوهين نصف القدرة، مثلًا مخمد 6 ديسيبيل يقوم بتخفيض الجهد إلى النصف.

من جهة ثانية، تبديد الطاقة: يعتمد على الكتلة ومساحة السطح للمواد المقاومة وكذلك أجنحة التبريد الاضافية الممكنة.

SWR هي نسبة الموجة الدائمة لمنافذ الإدخال والإخراج

معاوقة الحمل الاسمية مثلًا 50 أوم.

دارات المُوهِنات

وفي هذا الصدد، باعتبار دارة المُوهِن مكونة فقط من عناصر مقاومة سلبية فهي خطية ومتبادلة. فيما إذا صُممَت الدّارة بالشّكل المتناظر كذلك (وهذه هي الحالة العامة لأنه يكون مطلوباً عادةً كون معاوقة المدخلات والمخرجات Z1 و Z 2 متساويّة)؛ عندها لن يتم تمييز منفذي الدخل والخرج؛ لكن المتفق عليه كون الجانبين الأيسر والأيمن يشار في الدارات الإلكترونية إلى الدخل والخرج على التوالي.

إضافةً إلى ذلك، تتوفر الكثير من الجداول والآلات الحاسبة التي توفر وسيلة لتحديد قيم المقاومات المناسبة لتحقيق قيم خسارة معينة.

وفي هذا السياق، مثلًا؛ تكون المُوهِنات التي تستعمل الخطوط المحورية تكون من الشكل غير المتوازن؛ في حين تكون المُوهِنات المستعملة مع زوج الأسلاك المجدولة من الشكل المتوازن.

في هذا الإطار، بشكل عام، تستعمل دارات المُوهِنات الأساسية ذات الصنف Π أو الصنف T التي تصنف إلى متوازنة أو غير متوازنة اعتماداً على هندسة الخطوط التي سيتم استخدامها والتي ستشكل شبكات المقاومات المتوازنة أو غير المتوازنة.

الخصائص

المصطلحات المستخدمة

• المخمد ويتضمن المخمدات من النوع Π, T, L، المُوهِن، ومنفذين.
• يتضمن المنفذين مخمدات من النوع Π, T, L، المُوهِن، ومنفذين.
• منفذ الدخل سيشير إلى منفذ الدخل وهو أحد المنفذين.
• منفذ الخرج سيشير إلى منفذ الخرج وهو أحد المنفذين.
• التناظر وهي الحالة التي تشير أن كل من المنبع والحمل يملكان معاوقة متساوية.

وفي السياق ذاته، الخسارة تعني أن نسبة الطاقة التي تدخل من منفذ الدخل للمخمد سوف تقسم من الطاقة التي يمتصها الحمل.

وفي هذا السياق، خسارة الإدخال يعني نسبة الطاقة التي ستقدم للحمل المتصل مباشرة بالمنبع مقسما من الطاقة الممتصة من الحمل عندما يتم الاتصال عبر المخمد

حساب المقاومة في حالة الصنف Π المتوازن

علاوةً على ذلك، في حال كون كلا مقاومتي الحمل والمنبع (Z1 و Z2 مساوية للصفر أو ذات قيمة تخيلية صغيرة) عندها الممانعة تستعمل للمطابقة بينهما، في حين يمكن أن يرمز للمقاومة بالنسبة للحمل أو المنبع بأحد الرمزين بشرط كون Z1 هي المقاومة الأعلى قيمة.

حساب المعاوقة المطابقة للمقاومة في حالة الصنف L

الحسابات المرجعية لحساب عناصر المُوهِن

علاوةً على ذلك، يملك المُوهِن عادة منفذين ثنائيّ الاتجاه، لكن سيتم التعامل في هذا القسم كونها اتجاها واحدا وفي الحالة العامة أياً كان ما طُبق لكن الحساب يكون للمنبع (الذي وصّف على اليسار) مفترضاً ضمنياً أغلب الوقت,

ومن ناحية أخرى، في حالة المخمد من نوع L الرقم الأيمن يستعمل إذا كانت معاوقة الدخل أكبر من معاوقة المنبع.

وفي السياق ذاته، يفترض عند حساب قيم المكونات للصنف L أن يكون المعاوقة المصممة على المنفذ الأول (على اليسار) تساوي أو أكبر من المعاوقة المصممة على المنفذ الثاني .

كذلك، كل مقاومة في كل صنف من المُوهِنات سوف تعطى اسماً مميزاً لتقليل الخطأ.

الاستجابة الترددية المسطحة

وعلى صعيد آخر، يعتمد حجم وشكل المُوهِن على قدرته على تبديد الطاقة. تستعمل مُوهِنات التردد الللاسلكية كأحمال للتخفيف المعروف وتبديد الحماية في قياس إشارات التردد الراديوي.

التكرار.

الحسابات المرجعية لقياس مكون المُوهِنات

من جانب آخر، جميع المعاوقات، التيارات، الجهود وقيم المنفذين سوف يتم اعتبارها حقيقيّة بحتة، في التطبيقات العمليّة هذا الافتراض يكون قريباً من الواقع.

في هذا الإطار، يُعنى هذا القسم بمخمدات من النوع T, Π, L المصنعة كُليّاً من المقاومات وينتهي كل منفذ بمقاومة نقيّة حقيقية بحتة.

• Vs منبع الدارة المفتوحة أو جهد اللاحمل.
• Vin الجهد المطبق على منفذ الدخل من المنبع.
• Vout الجهد المطبق على الحمل من منفذ الخرج
• Iin التيار الداخل إلى منفذ الدخل من المنبع.
• Iout التيار الداخل إلى الحمل من منفذ الخرج.
• P in الاستطاعة (القدرة) الواصلة من المنبع إلى منفذ الدخل وتساوي Vin * Iin
• P out الاستطاعة (القدرة) الممتصة من الحمل من منفذ الخرج VoutXIout
• Pdirect الطاقة التي ستمتص من الحمل إذا كان متصلاً اتصالاً مباشراً بالمنبع.
• Lpad = 10 log10 (Pin / Pout ) تساوي دوماً.
• إذا كان Zs =Zload عندئذٍ Lpad= 20 log10(Vin/Vout)
• مع ملاحظة على أنه بحسب الفرض أن الخسارة أكبر أو تساوي 0 dB.
• Linsertion=10log10(Pdirect/Pout) إذا كان Zs=Zload عندها Linsertion=Lpad.
• Loss= Lpad, الخسارة تشير إلى حمل المخمد.

علاوةً على ذلك، يفترض عند حساب المُوهِن من نوع L أن المنفذ الأول يملك أعلى معاوقة. إذا كانت المعاوقة الأعلى تتوضع عند الخرج عندها يتم استخدام هذا الصنف.

• المخمد مصنع لتحمل معاوقة حمل معينة Zload ، ومعاوقة منبع محددة Zs.
• عندما ينتهي المخمد بالخرج Zload فإننا ننظر إلى المعاوقة من منفذ الدخل Zs.
• عندما ينتهي المخمد بالدخل Zs فإننا ننظر إلى المعاوقة من منفذ الخرج Zload.

من جانب آخر، ZLoad المعاوقة الظاهرة على منفذ الخرج عندما تكون معاوقة المنبع Zs متصلةً بمنفذ الخرج حيث تكون معاوقة الحمل متغير تابع لمقاومة المنبع Z s

التحويل من الصنف T إلى الصنف Π

يتم ذلك بالتحويل النجمي المثلثي عبر المعادلات التاليّة:

مُوهِنات التردد اللاسلكية

وفي السياق ذاته، تكون مُوهِنات التردد اللاسلكية عادة متحدة المحور في بنيتها مع موصلات دقيقة التي تتشكل من المنافذ والمحاور المتحدة المركز وتتكون بنيتها الداخلية من الأشرطة الميكروية أو الأغشية الرقيقة.

• في حالة التردد ما فوق العالي SHF يكون مطلوباً هيكل الدليل الموجي ببنية خاصة.
• الخصائص المهمة لمُوهِنات التردد اللاسلكية هي:
• الدقة
• نسبة ثبات الموجة المنخفض SWR

قيم مكونات المقاومات غير الفعالة والمُوهِنات

وفي السياق ذاته، في التطبيقات العملية يكون هذا الافتراض غالباً قريباً من الواقع.

كذلك، إذا نظرنا من منفذ الدخل فتبدو المعاوقات الظاهرة Zs وينتهي المُوهِن بمعاوقة الخرج عند النهاية Zload

من جانب آخر، أما إذا نظرنا من منفذ الخرج فتكون المعاوقات الظاهرة هي معاوقات الخرج Zload وتنتهي بمقاومات الدخل Zs.

ومن ناحية أخرى، المخمد مصنع لمقاومة حمل معينة، Z Load ، ومعاوقة منبع معينة Zs.

من جهة ثانية، يهتم هذا القسم بأجزاء T, Π, L المُصنعة بالكامل من المقاومات ويتم إنهاء كل منفذ بمقاومة حقيقية بحتة.

وفي السياق ذاته، بداية يمكن افتراض كون المقاومات والجهود والتيارات وقيم المنفذين ستكون حقيقية بحتة.