Tabelle di attenuatori
a T, a P greco, 50 e 75 ohm

IW1AU,  Gian Maria Canaparo

prima versione Aprile 1989

ultimo agg. Settembre
2012

Sembra incredibile che nell'era dei computer queste tabelle abbiano ancora una validità, eppure ci sono dei buoni motivi:

1) la tabella è immediata e soddisfa subito la richiesta
2) si ha una visione d’insieme e quindi si può cercare la soluzione migliore
3) se fatta bene, contiene tutti gli elementi passare all’opera

il problema vero è invece costruire questi atte nuatori con una banda passante la più ampia possibile; infatti se non è difficile avere attenuatori precisi nel campo delle HF, appena ci si avventura nel campo delle VHF e UHF, si dovranno fare subito i conti con i parametri parassiti:

1) capacità verso massa
2) capacità tra ingresso e uscita
3) induttanza dei resistori.

Alla prima si rimedia usando connettori di ottima qualità (BNC o meglio N) e cercando di tenere i componenti dell’attenuatore il più equidistante possibile dalle facce della scatola schermante.

Alla seconda si interviene tenendo sufficientemente lontano la porta d’ingresso con quella di uscita, aiutandosi con schermi intermedi.

La terza, richiesta rispetto alla seconda più importante, è dovuta principalmente alla lunghezza dei reofori dei componenti nonché dalla tecnologia del componente stesso: la lunghezza dei reofori è un problema di costruzione, ma non si devono usare resistori a filo avvolto, ma bensì resistori ad impasto di carbone o SMD piuttosto grandi. Le prime sono ideali ma sfortunatamente sono instabili e rumorose. Le seconde, bisogna creare i reofori che non siano troppo lunghi, con difficoltà di saldatura.

Soprattutto in VHF e UHF per minimizzare gli effetti della seconda causa conviene non superare i 10/12 dB di attenuazione per cella, scomponendo l’attenuazione necessaria nella serie di più celle la cui attenuazione è la somma delle attenuazioni (espresse in dB).

Es: Si deve attenuare in UHF 22 dB; invece di una cella da 22 dB conviene fare una cella da 10 dB e una da 12 dB in serie.

In caso si voglia fare un attenuatore a scatti, molto dipende dai commuttatori e, se si usano normali micro-switch, non si può pretendere di avere precisione oltre i 200 MHz.

La sequenza di attenuazione delle celle (commutate dagli scatti) potrebbe essere: 1-2-4-8-10-10-10-10 (dB)

Così si riesce ad ottenere attenuazioni fino a 55 dB a passi di 1 dB.
Le due tabelle riportate indicano i valori resistivi per attenuatori a T a Pgreco da 50 ohm e 75 ohm. I valori resistivi sono stati calcolati in modo che la precisione dell’attenuazione sia superiore all’1% del valore indicato, l’errore di attenuazione è dell’1% e non di più. Tutto ciò è stato fatto per vere la possibilità di costruire celle di buona precisione per misurazioni: se però ciò non è richiesto, allora i valori resistivi possono essere approssimati o addirittura arrotondati ai valori normalizzati.a

Analisi della tabella

Nella prima colonna è posto il valore dell’attenuazione espressa in dB con a fianco il rapporto di tensione e di potenza.

Es: si supponga di voler attenuare un segnale di 4 volte. Si cerca nella colonna Vi/Vu 4; si trova 3,98 che è una buona approssimazione. Alle righe corrispondenti si trovano tutti i valori resistivi dell’attenuatore.

La colonna PR1 indica la potenza dissipata dal resistore R1 riferita ad 1 watt d’ingresso alla cella.
Es: se all’attenuatore giungono 7W allora occorre moltiplicare il coefficiente della potenza per 7.

Per potenze alte si può giungere a valori di potenza, per resistore, eccessivi per due motivi:

1) dissipazione difficile in scatola schermate
2) difficoltà per non dire impossibilità a reperire il resistore in tecnologia adatta.

Per questi motivi occorrono più celle in serie ricordando che la potenza dissipabile viene ripartita sulle celle in ragione del coefficiente di colonna Ptot

Es: Si deve ridurre la potenza da 10 W a 1 W. L’attenuazione in potenza è 10 quindi 10 dB. Se si usasse un’unica cella, il primo resistore dissiperebbe 5,21 W! Una soluzione è mettere in cascata una cella da 2 dB (la prima), poi una da 3 dB e una da 5 dB.
Così facendo nella prima cella R2 (il più sollecitato) dissiperà 1,82W (sotto i 2W valore limite per le due considerazioni sopra citate) e la cella dissiperà 3,69 W. I restanti 6,31 W sono riversati sulla seconda cella: R2 dissipa 1,53 W, lasciando i rimanenti 2,16 W alla terza cella. R2 è ancora una volta il più sollecitato ma al di sotto del watt. Non si pensi che sia sempre R2 ad essere “sotto pressione”, di volta in volta occorre controllare. In totale le celle hanno dissipato 3,69 + 3,15 + 2,16 = 9W.

Per la realizzazione, la prima colonna utile è R1 = R3 che indica due elementi dell’atenuatore; il fatto che siano uguali è dovuto all’impedenza d’ingresso uguale a quella d’uscita. Notate come i valori siano in generale bassi.

Ultima colonna da considerare è la “realizzazione", con due alternative: la prima è realizzare il resistore richiesto con il parallelo (//) o la serie (+) di valori normalizzati. Questo implica un’ulteriore approssimazione anche se le soluzioni proposte sono state “ottimizzate” per rimanere nell' 1% di errore. La cosa più gravosa rimane il dover acquistare e montare quasi sempre due resistori di precisione.
Se l’utilizzazione richiede precisione allora è preferibile ricorrere al "trimming": ci si procura un ohmmetro di precisione (almeno 1%) e con una limetta s’incide il resistore più volte quanto è necessario per raggiungere il valore prefissato, partendo dal valore normalizzato inferiore.
Questo sistema ha il vantaggio che costa poco, potendo impiegare resistori al 5-10%, ma occorre più tempo per realizzare il valore desiderato.

Attenuatore a T con impedenza caratteristica = 50 ohm

Cella a T

dB Vi/Vu Pi/Pu PR1 PR2 PR3 Ptot R1-3 Realiz. R2 Realiz.
1 1.12 1.26 .058 .102 .046 .206 2.88 3.3//22 433 470//5.6k
2 1.26 1.58 .115 .182 .072 .369 5.73 4.7+1 215 220//10k
3 1.41 2.00 .171 .242 .086 .499 8.55 6.8+1.8 142 150//2.7k
4 1.58 2.51 .226 .286 .090 .602 11.3 12//180 105  120//820
5 1.78 3.16 .280 .315 .089 .684 14.0 15//220 82.2 82
6 2.00 3.98 .333 .333 .083 .749 16.6 18//220 66.9   68//3.9k
7 2.24 5.O1 .382 .342 .076 .800 19.1 22//150 55.8 56
8 2.51 6.31 .431 .343 .068 .842 21.5 22//1k 47.3 39+8.2
9 2.82 7.94 .476 .338 .060 .874 23.8 22+1.8 40.6 39+1.5
10 3.16 10.0 .519 .329 .052 .900 26.0 27//680 35.1 33+2.2
11 3.55 12.6 .560 .316 .044 .920 28.0 27+1 30.6 33//390
12  9.98 15.8 .598 .301 .038 .937 29.9 33//330 26.8  27//3.3k
13 4.47 20.0 .634 .284 .032 .950 31.7 27+4.7 23.6 22+1.5
14 5.01 25.1 .667 .266 .027 .960 33.4 39//220 20.8  22//390
15 5.62 31.6 .698 .248 .022 .968 34.9  39//330 18.4 15+3.3
16 6.31 39.8 .726 .231 .018  .975 36.3 33+3.3 16.3 15+1.2
17 7.08 50.1 .752 .213 .015 .980 37.6  33+4.7 14.4 15//390
18 7.94 63.1 .776 .196 .012 .984 38.8 39 12.8 15//82
19 8.91 79.4 .798 .179 .010 .987 39.9 33+6.8 11.4 12//220
20 10.0 100 .818 .164 .008 .990 40.9 39+1.8 10.1 6.8+3.3


Attenuatore a P greco con impedenza caratteristica = 50 ohm

Cella P grago

dB Vi/Vu Pi/Pu PR1 PR2 PR3 Ptot R1-3 Realiz. R2 Realiz.
1 1.12 1.26 .058 .102 .046 .206 870 1k//6.8k 5.77 6.8//39
2 1.26 1.58 .115 .182 .072 .369 436 680//1.2k 11.6 12//330
3 1.41 2.00 .171 .242 .086 .499 292 390//1.2k 17.6 18//820
4 1.58 2.51 .226 .286 .090 .602 221 220 23.8 22+1.8
5 1.78 3.16 .280 .315 .089 .684 178 180//15k 30.4 33//390
6 2.00 3.98 .333 .333 .083 .749 150 150 37.4 39//1k
7 2.24 5.O1 .382 .342 .076 .800 131 150//1k 44.8 47//1k
8 2.51 6.31 .431 .343 .068 .842 116 120//3.3k 52.8 56//1k
9 2.82 7.94 .476 .338 .060 .874 105 120//820 61.6 68//680
10 3.16 10.0 .519 .329 .052 .900 96.2 100//2.7k 71.1 56+15
11 3.55 12.6 .560 .316 .044 .920 89.2 100//820 81.7 82
12 9.98 15.8 .598 .301 .038 .937 83.5 100//470 93.2 100//1.5k
13 4.47 20.0 .634 .284 .032 .950 78.8 82//2.2k 106 100+5.6
14 5.01 25.1 .667 .266 .027 .960 74.9  150//150 120 120
15 5.62 31.6 .698 .248 .022 .968 71.6 82//560 136 150//1.5k
16 6.31 39.8 .726 .231 .018 .975 68.8 47+22 154 150+3.9
17 7.08 50.1 .752 .213 .015 .980 66.4 68//2.7k 173 180//4.7k
18 7.94 63.1 .776 .196 .012 .984 64.4 68//1.2k 195 180+15
19 8.91 79.4 .798 .179 .010 .987 62.6 68//820 220 220
20 10.0 100 .818 .164 .008 .990 61.1 39+22 248 330//1k

Per i nostri amici antennisti o riparatori TV, ecco la versione a 75 ohm:

Attenuatore a T con impedenza caratteristica = 75 ohm

Cella a T

dB Vi/Vu Pi/Pu PR1 PR2 PR3 Ptot R1-3 Realiz. R2 Realiz.
1 1.12 1.26 .058 .102 .046 .206 4.31 3.3+1 650 680//15k
2 1.26 1.58 .115 .182 .072 .369 8.60 6.8+1.8 323 330//15k
3 1.41 2.00 .171 .242 .086 .499 12.8 10+2.7 213 220//6.8k
4 1.58 2.51 .226 .286 .090 .602
17.0
18//330 157 180//1.2k
5 1.78 3.16 .280 .315 .089 .684
21.0
22//470 123 150//680
6 2.00 3.98 .333 .333 .083 .749
24.9
 27//330
100
100
7 2.24 5.O1 .382 .342 .076 .800
28.7
33//220
83.7
82+1.8
8 2.51 6.31 .431 .343 .068 .842
32.3
33//1.5k 71.0 56+15
9 2.82 7.94 .476 .338 .060 .874
35.7
47//150 60.9 68//560
10 3.16 10.0 .519 .329 .052 .900 39.0 39 52.7 47+5.6
11 3.55 12.6 .560 .316 .044 .920 42.0 47//390 45.9 39+6.8
12 9.98 15.8 .598 .301 .038 .937 44.9 47//1k 40.2 39+1.2

E' incredibile quante cose si possono o si potrebbero dire a proposito di una tabella, ma... queste cose il PC non le dice!

BUON LAVORO!!!


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