Viele verwenden den Begriff „Dämpfung“, ohne ihn vollständig zu verstehen. Der Begriff wird in verschiedenen Bereichen verwendet, z. B. in der Medizin, im Audiobereich und sogar in der Terminologie der Dämpfung beim Bierbrauen. Im Allgemeinen bedeutet Abschwächung, dass die Sache, die abgeschwächt wird, „abgeschwächt“ wird. Eine Sonnenbrille dämpft zum Beispiel das Sonnenlicht, das auf die Augen trifft. Die Abschwächung eines elektrischen Signals kann bedeuten, dass das erwünschte Signal durch die Abschwächung des unerwünschten Teils verbessert oder verstärkt wird. Signalabschwächung bedeutet jedoch nicht, dass die Stärke eines Signals verstärkt oder erhöht wird.
Bei der Übertragung von elektronischen Signalen ist Abschwächung der Verlust der Signalstärke, gemessen in Dezibel (dB). Zum Beispiel können Signale, die von einem Mobilfunkmast an Ihr Telefon übertragen werden, durch eine erhöhte Dämpfung verzerrt werden, wenn Sie um die Ecke eines Gebäudes gehen. Die Stärke eines drahtlosen Signals kann durch Rauschen, physische Hindernisse und große Entfernungen abgeschwächt (verringert) werden. Mit zunehmender Signaldämpfung nimmt die vollständige Signalübertragung ab. Die Dämpfungsraten in der Verkabelung werden durch externe Rauschquellen bei Frequenzen beeinflusst, die das vom Kabel übertragene Signal durchdringen. Glasfaserkabel eignen sich hervorragend für die Übertragung mit geringen Dämpfungsraten, da sie Signale in Form von Lichtwellen übertragen, bevor sie auf der Empfangsseite wieder in elektronische Signale umgewandelt werden. Hochfrequente Lichtwellenlängen, die zur Übertragung von Signalen in Glasfaserkabeln verwendet werden, sind resistent gegen Rauschen, bis sie in elektronische Signale umgewandelt (moduliert/demoduliert) werden.
Dämpfung ist das Gegenteil von Verstärkung. Wenn du die Lautstärke deines Radios herunterdrehst, reduzierst du die Verstärkung des Signals, nicht seine Dämpfung. Dasselbe Signal kann durch einen Filter abgeschwächt werden, der alle unerwünschten Signale oberhalb einer bestimmten Frequenz herausfiltert. Ein Tiefpassfilter lässt alle niederfrequenten Signale durch und dämpft Signale oberhalb des Dämpfungspegels im Sperrbereich des Filters. Die Dämpfung ist mit der „Einfügungsdämpfung“ verwandt und wird häufig in Datenblättern angegeben. Bei der Einfügedämpfung handelt es sich jedoch um die Signalenergie, die verloren geht, wenn ein Gerät in eine Schaltung eingefügt wird.
Abbildung 1 ist ein Diagramm aus einem Datenblatt für einen Tiefpassfilter. Die Dämpfung eines Signals durch den Tiefpassfilter nimmt mit steigender Signalfrequenz zu. Das Signal oberhalb der Frequenz F1 wird zunehmend gedämpft. Die Signaldämpfung unterhalb der Frequenz F1 ist nicht linear, kommt aber mit einem Dämpfungsgrad von weniger als 1 dB nahe genug heran. Die Dämpfungsrate ist oberhalb von F1 höher und hört etwa ab der Frequenz F4 auf zu steigen.
Die Dämpfung für elektrische Signale hat eine Formel:
Dämpfung (dB)= 10 X log(PI/PO)
Wobei PI die Eingangsleistung und PO die Ausgangsleistung ist. PI ist die Leistung, die an einem Ende des Kabels anliegt, während PO die Wattleistung am Ende des Kabels ist.
Ein Dämpfungsglied ist eine passive oder aktive Schaltung, die ein Signal dämpfen kann. Der passive Typ ist oft nur ein Widerstandsteiler, kann aber auch durch einen Puffer (eine Art Operationsverstärker) ergänzt werden. Ein aktives Dämpfungsglied kann ein invertierendes Operationsverstärker-Dämpfungsglied oder ein vollständig differenzieller Operationsverstärker sein. Das Dämpfungsglied sollte nicht nur die gewünschte Dämpfung, sondern auch die Impedanzen von Quelle und Last berücksichtigen. Im Internet gibt es einige Dämpfungsrechner für T-Dämpfungsglieder und Pi-Dämpfungsglieder.
Neben T- und Pi-Dämpfungsgliedern sind auch andere Arten von festen passiven Dämpfungsgliedern in L-, H- und O-Konfigurationen ausgelegt. Weitere Dämpfungsgliedtypen sind stufenlos einstellbare, programmierbare, gleichstromdurchlässige, gleichstromsperrende, Hohlleiter- und optische Dämpfungsglieder.
Das Design von Dämpfungsgliedern kann komplex werden, wenn die Impedanz zwischen der Eingangs- und der Ausgangsseite (Last), an der das Dämpfungsglied platziert werden soll, nicht gleich ist, da ein Impedanzausgleich erforderlich ist. Die Leistung kann variieren, so dass beim Entwurf eines Dämpfungsglieds Kompromisse in Bezug auf Frequenzbereich, Schaltgeschwindigkeit, Linearität, Einfügungsdämpfung und Robustheit eingegangen werden müssen.
Wir haben oben die Grundlagen der Dämpfung erörtert. Allerdings ist die Dämpfung in der Elektronik fast eine Wissenschaft für sich, da sich Dämpfungsglieder von einer einfachen Verbindungsschaltung aus passiven Bauelementen zu integrierten Chips entwickelt haben, die eine stufenweise abstimmbare digitale Dämpfung bieten. Auch in der Medizin, der Physik, der Akustik, der Faseroptik, der Kernenergie, der Materialwissenschaft, der Biologie, der Seismologie, der Radiologie und vielen anderen Disziplinen ist Dämpfung ein Begriff, der in ähnlicher Weise verwendet wird.