Como fazer um Atenuador de RF com Resistores – Fixo ou Variável

Para quem  trabalha principalmente com RF e áudio, um atenuador é uma ferramenta imprescindível.  Vamos mostrar nesse artigo uma  tabela de resistores para construir um atenuador  fixo tipo “Pi” ou “T” que são bem simples e a sua impedância é de 50 ohm. Também publicaremos um atenuador variável de até 131 dB com chaves.

O que é um Atenuador

Um atenuador é efetivamente o oposto de um amplificador, basicamente um atenuador é um dispositivo eletrônico que reduz a potência de um sinal sem distorcer a sua forma de onda. Normalmente um atenuador é usado em áudio ou  RF, mas também pode ser usado em outras áreas da eletrônica e ele pode ser fixo ou variável.

Os Atenuador de RF

Atenuadores  de RF  são geralmente coaxiais em um estrutura com conectores de precisão e utilizam resistores não indutivos. Acima de SHF, ou seja acima de 3 GHz é necessária uma estrutura de guia de onda especial. Existem algumas características importantes que um atenuador de RF deve ter, como uma boa precisão,  baixo ROE (Relação de onda estacionária ) e baixa distorção.

 

O tamanho e forma de um atenuador dependem da sua capacidade de dissipar energia. Geralmente quanto mais ele atenuar um sinal ou quanto mais forte é o sinal atenuado, mais ele vai dissipar energia e com isso ele vai necessitar de um dissipador.  Os atenuadores de RF são usados ​​como cargas para atenuação.

O uso do Atenuador

O atenuador tem uma grande infinidade de utilizações na eletrônica, os atenuadores fixos nos circuitos são usados ​​para reduzir a tensão, dissipar a potência e melhorar o casamento de impedância entre dois pontos.

Ele é usado para ajudar na medição de sinais, o atenuador ou adaptador são usados ​​para reduzir a amplitude de um sinal a um valor conhecido, para permitir medições e proteger o aparelho de medição de níveis de sinal que pode danificá-lo. Os atenuadores também são usados ​​para casar a impedância e diminuir o ROE.

 Como fazer um atenuador de RF de baixo custo

O resistor

Para nossos experimentos caseiros de RF não é necessário um atenuador profissional,  se trabalharmos com frequências até a banda de UHF podemos usar resistores comuns, e bastam três resistores comuns para construir  um atenuador. Devemos lembrar que não podemos usar resistores indutivos, como os resistores de fio entre outros, mas podemos usar os de filme metálico. Para a transmissão de RF de baixa potência podemos usar os resistores comuns de 1/4 desde que com uma boa dissipação para não queimá-los.

A dissipação

Um ponto importante é a dissipação de calor, podemos usar algumas técnicas para construir o dissipador do atenuador, como fixar o resistor a um dissipador de alumínio para transistor,  montar dentro de um recipiente com liquido refrigerante,  montar ventoinhas, etc.

A Atenuação

Talvez você precise de um atenuador de poucos dBs, ou então um big atenuador, isso não importa, você pode usar a tabela abaixo que tem opções de 1 dB  a 20 dB. Mas se você tem dúvidas sobre dB,  temos um artigo com uma tabela de conversão dBm x Watts x Volts que irá facilitar a sua vida para os cálculos.

 

 Como fazer um atenuador de RF Fixo

Os tipos mais populares de atenuadores com resistores são os tipos T e o PI. Os valores das resistências do atenuador são dadas na tabela abaixo. A identificação do resistor na tabela é referente aos números no esquema.

 

 

O atenuador tipo T ponte mostrado abaixo tem quatro resistores em cada seção. Ele é usado em atenuadores variáveis ​​devido ao fato de que apenas dois resistores precisam ser variados.

Os valores da tabela abaixo foram calculados para uma impedância de 50 ohms.

TABELA DE RESISTORES
Atenuação em DB	R1	R2	R3	R4	R5	R6
1	2,9	433	870	5.8	6.1	410
2	5,7	215	436	11,6	12,9	193
3	8.5	142	292	17,6	20,6	121
4	11.3	105	221	23,8	29,3	85,4
5	14,0	82,2	179	30,4	38,9	64,3
6	16,6	66,9	151	37,3	48,9	50,3
7	19,1	55,8	131	44,8	61,9	40,4
8	21,5	47,3	116	52,8	75.6	33,0
9	23,8	40,6	105	61,6	90,9	27,5
10	26,0	35.1	96,2	71,2	108	23,2
11	28,0	30,6	89,2	81,7	128	19,6
12	29.9	26,8	83,5	93,2	149	16,8
13	31,7	23,6	78,8	106	173	14,4
14	33,4	20,8	74,9	120	201	12,4
15	34,9	18,4	71,6	136	231	10,8
16	36,3	16,3	68,8	154	265	9.4
17	37,6	14,4	66.5	173	304	8.2
18	38,8	12.8	64,4	195	347	7.2
19	39.9	11,4	62,6	220	396	6.3
20	40,9	10.1	61,1	248	450	5.6

Obs: Uma dica é aproximar o valor dos resistores para o padrão comercial, por exemplo, para um atenuador de  1 dB os resistores  R3 na tabela são de  870 Ohms e o resistor  R4 é de 5,8 Ohms, nesse caso os valores podem ser aproximados, no caso os resistores R3, podemos substituir por resistores de 820 Ohms e o resistor  R4 pode ser substituído por um resistor de 5,6 Ohms.

Para converter os valores da tabela para uma outra  impedância, você deve  multiplicar pelo fator de Z / 50, onde Z é a impedância do sistema.

 Como fazer um atenuador de RF Variável

Em um atenuador variável, podemos variar a atenuação, ele é ideal para ser usado na bancada. No esquema abaixo temos um atenuador de RF variável, que usa chaves para acionar cada valor de atenuação, são várias etapas, quatro de 20 dB, quatro de 10 dB e quatro etapas que são uma de 5 dB, uma de 3 dB, uma de 2 dB e uma de 1 dB.  Esse atenuador pode variar de 1 dB até 131 dB suportando uma frequência de trabalho de até 500Mhz.

 

 

Você pode adequar esse atenuador para sua realidade na bancada, no meu caso, eu fiz um variável, mas sem as etapas de 20 dB. Fontes: Atenuador variável aqui e fixo aqui.

Cálculadora para construir um atenuador de RF

Mas se você quer uma atenuação bem específica, use uma calculadora online de resistores de atenuador em PI, aqui está uma boa calculadora que faz um cálculo detalhado para seu atenuador.