Qu’est-ce qu’un atténuateur ?
Un atténuateur est un composant qui atténue un signal d’entrée à un niveau désiré et approprié.
On l’écrit parfois ATT, acronyme pour atténuateur. Les atténuateurs sont principalement utilisés dans les circuits électroniques, mais dans un sens plus large, les atténuateurs se réfèrent à tous les dispositifs qui réduisent les quantités physiques. Par exemple, un atténuateur optique fixe, un dispositif qui ajuste le niveau de puissance optique dans un réseau de communication par fibre optique à une plage appropriée, est un type d’atténuateur.
Toutefois, cet article se limite aux atténuateurs en tant que composants/équipements électroniques. Les atténuateurs sont disponibles avec une atténuation fixe ou variable. Les atténuateurs variables peuvent réduire le signal d’entrée à n’importe quel niveau souhaité tout en maintenant l’adaptation d’impédance de la ligne de signal. Le niveau d’atténuation fourni par un atténuateur est généralement exprimé en décibels (dB).
Utilisations des atténuateurs
Les atténuateurs sont principalement utilisés dans les équipements industriels, tels que les systèmes de mesure dans le domaine de la mesure industrielle, divers équipements de communication et les équipements radar. Dans les applications grand public, certains exemples sont utilisés dans les mécanismes de contrôle du volume de certains amplificateurs audio.
Une autre utilisation majeure des atténuateurs consiste à les incorporer du côté de la borne d’entrée des wattmètres utilisés pour mesurer la puissance à haute fréquence. L’objectif est d’atténuer le signal d’entrée du récepteur à un niveau approprié avant de l’envoyer à un wattmètre très sensible lorsque le signal d’entrée du récepteur est à un niveau assez élevé.
Principe d’un atténuateur
Les résistances variables sont généralement utilisées pour ajuster le niveau du signal dans les circuits électroniques, mais le changement de la valeur de la résistance modifie également la résistance de charge de l’amplificateur. Si l’impédance de sortie de l’amplificateur est suffisamment faible, les variations de la résistance de charge peuvent être ignorées, mais dans les lignes de transmission où l’adaptation d’impédance est une condition préalable, les variations de la résistance perturberont l’adaptation d’impédance, ce qui constituera un obstacle à la transmission du signal.
D’autre part, les atténuateurs se caractérisent par le fait que la résistance combinée de l’atténuateur et de la charge est égale à la résistance de la charge seule, vue de la borne de sortie de l’amplificateur. En d’autres termes, l’adaptation d’impédance est maintenue dans les atténuateurs, de sorte que la distorsion de la forme d’onde du signal ne se produit pas, même dans les circuits à haute fréquence.
La configuration de base d’un circuit d’atténuateurs consiste en trois résistances connectées en forme de T et en forme de π, où les valeurs de résistance spécifiques peuvent être calculées relativement facilement en déterminant l’impédance caractéristique et le facteur d’atténuation de la tension. La valeur du courant traversant chaque résistance peut également être calculée, ce qui permet de déterminer la consommation d’énergie de la résistance.
Les atténuateurs génèrent toujours de la chaleur parce qu’ils consomment de l’énergie lorsqu’ils atténuent les signaux. Par conséquent, il faut veiller à utiliser l’atténuateur à la puissance nominale ou en dessous de celle-ci. En particulier, les atténuateurs qui gèrent une puissance élevée génèrent beaucoup de chaleur, il est donc recommandé d’envisager l’utilisation d’atténuateurs de puissance dotés d’un dissipateur thermique.
Types d’atténuateurs
1. Atténuateur de type F
Il s’agit d’un type d’atténuateur couramment utilisé dans les systèmes de transmission de signaux d’antenne, etc. Le type F fait référence aux contacts (connecteurs) de type F 75 Ω utilisés dans les équipements de radiodiffusion et de communication tels que les téléviseurs.
Parmi les autres types de connecteurs figurent les connecteurs de type N et BNC utilisés dans les appareils de mesure et les connecteurs de type M utilisés par les radioamateurs. Des niveaux d’atténuation de 3 dB, 6 dB, 10 dB et 20 dB sont généralement utilisés dans de nombreux cas.
2. Atténuateur de type F pour bornes à vis
Les bornes à visser sont celles qui comportent d’un côté une borne à visser et de l’autre une vis de connecteur mâle de type F. Les atténuateurs de type F pour bornes à vis étaient autrefois fréquemment utilisés, mais ne le sont plus aujourd’hui.
La raison en est que les bornes à vis sont imparfaitement blindées et que des signaux indésirables provenant de l’extérieur peuvent facilement y pénétrer.
3. Atténuateur à impédance constante
Le circuit interne d’un atténuateur à impédance constante est un atténuateur de type T ou π composé de trois résistances, comme décrit dans la section précédente. Selon l’impédance de la ligne de transmission, il s’agit soit d’un système 50 Ω ou 75 Ω, soit d’un système 600 Ω.
L’utilisation d’un atténuateur à impédance constante permet d’obtenir une atténuation précise et de maintenir l’adaptation d’impédance. Les réflexions du signal peuvent être évitées et une transmission stable du signal peut être obtenue.
4. Atténuateur progressif à impédance constante
Les atténuateurs progressif à impédance constante permettent de régler facilement l’atténuation du niveau du signal à l’aide d’un commutateur. Les analyseurs de spectre et les générateurs de signaux utilisent des atténuateurs progressif à impédance fixe.
5. Atténuateur à impédance variable
Comme mentionné ci-dessus, un atténuateur est un atténuateur à impédance constante mais il existe aussi des atténuateurs à impédance variable. Il s’agit principalement d’un circuit d’atténuation avec une simple configuration de résistance séparée, généralement avec une haute impédance du côté de l’entrée et une basse impédance du côté de la sortie.
Ces atténuateurs ne posent aucun problème pour les signaux électriques à basse fréquence, tels que les signaux vocaux, car le signal réfléchi est presque négligeable. Cependant, pour les signaux à haute fréquence tels que les émissions de télévision, les atténuateurs à impédance variable ne peuvent pas être utilisés car ils provoquent une désadaptation.