Calcule la atenuación necesaria (en dB) para lograr un voltaje de salida dado

Este es un cálculo bastante rutinario, la atenuación que necesita puede expresarse como una ganancia de voltaje, es decir, la relación del voltaje de entrada al voltaje de salida:

$$ G = 20 \ log_ {10} \ left (\ frac {V_ {out}} {V_ {in}} \ right) = 20 \ log_ {10} \ left (\ frac {0.985} {2} \ right) \ aprox-6.15 ~ \ text {dB} $$ o si desea limitar la salida a un máximo de 9 V, $$ G = 20 \ log_ {10} \ left (\ frac {0.9} {2} \ right) \ approx-6.94 ~ \ text {dB} $$ Querrá hacer coincidir el atenuador de 6-7 dB con su impedancia de carga si aún desea obtener la máxima transferencia de potencia.

El siguiente circuito dará una atenuación de 6.5 dB y tendrá una impedancia de aproximadamente 560 \ $ ~ \ Omega \ $.

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Cuando trabajamos en un sistema de impedancia definida, hablamos de atenuadores. Entonces, la RF tiende a ser todos los puertos de 50 ohmios, la telefonía es todos los puertos de 600 ohmios. Los atenuadores están diseñados para esperar la impedancia en los puertos, y solo brindan la atenuación correcta cuando ese es el caso.

Cuando una salida controla una entrada sin un atenuador, el voltaje que recibe la entrada es la mitad del voltaje de salida de circuito abierto de la etapa anterior, debido a la carga. Si una salida controla un atenuador que no está cargado, la salida del atenuador aumentará al doble de su voltaje de salida de diseño nominal.

El valor de la atenuación está bien definido, ya que las impedancias de entrada y salida son las mismas, la cifra de atenuación es la misma, ya sea calculada para el voltaje, la corriente o la potencia.

Cuando trabajamos en sistemas de audio típicos, con impedancias de salida bajas y impedancias de entrada altas, solemos hablar de divisores de voltaje. Los divisores de voltaje están diseñados para cargar la etapa anterior solo ligeramente, y se descargan relativamente en la siguiente etapa.

Cuando una salida controla una entrada sin un divisor de voltaje, el voltaje que recibe la entrada es esencialmente igual al voltaje de salida de circuito abierto de la etapa anterior, porque no está cargado. Si colocamos una carga finita en un divisor de voltaje, el voltaje de salida bajará un poco.

Como las impedancias de entrada y salida son diferentes, el único cálculo de sonido para la atenuación debe ser la atenuación de potencia. Desafortunadamente, esto significa que la relación de voltaje y la relación de corriente no pueden calcularse a partir de la cifra de atenuación solo, pero deben incluir las impedancias de puerto para el cálculo. Como un sistema de alta impedancia puede ser 20k, o 1Meg, esto dificulta la vida. Como estos sistemas tienden a responder a la tensión de entrada, tendemos a hablar de niveles y relaciones de tensión, en lugar de atenuación. Las cifras de atenuación a veces se dan solo para la relación de voltaje, que la mayoría de los profesionales del audio entenderán, pero los puristas objetarán. Una relación de voltaje de 0.5 es solo un poco más de 6dB.

Para reducir el voltaje (es decir, reducir el voltaje con un potenciómetro, un divisor de voltaje ajustable) una salida a la mitad (aproximadamente lo que se necesita aquí) usaríamos dos resistores de valor nominal igual. En serie, deben tener una resistencia más alta que la etapa de conducción, en paralelo deben tener una resistencia más baja que la entrada que deben conducir. En el caso de 560 de conducción, 20k de conducción, eso es aproximadamente 3300 ohmios, lo que da una mejor proporción de 10: 1 del divisor a las impedancias del puerto.

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Debido al margen relativamente pequeño entre la impedancia del divisor de voltaje y las impedancias del puerto, este divisor de voltaje de resistencia igual da un 42% de voltaje de salida, un poco más bajo que el objetivo original del 50%. Se puede reducir R2 y aumentar ligeramente R3 para obtener la relación exacta requerida. Alternativamente, R2 y R3 podrían reemplazarse por un potenciómetro de 5k o 10k, para hacer que la relación sea ajustable.