Beaucoup utilisent le terme « atténuation » sans le comprendre complètement. Le terme est utilisé dans plusieurs domaines, y compris le médical, l’audio, et même la terminologie de l’atténuation associée au brassage de la bière. D’une manière générale, l’atténuation signifie « diminuer » la chose qui est atténuée. Par exemple, les lunettes de soleil atténuent la lumière du soleil qui atteint vos yeux. L’atténuation d’un signal électrique peut signifier que l’acte d’atténuation améliore ou renforce le signal voulu en diminuant la partie non désirée. Cependant, l’atténuation d’un signal ne signifie pas l’augmentation ou le renforcement de la force d’un signal.
Dans la transmission de signaux électroniques, l’atténuation est la perte de la force du signal mesurée en décibels (dB). Par exemple, les signaux transmis d’une tour cellulaire à votre téléphone peuvent être déformés par une atténuation accrue lorsque vous marchez au coin d’un immeuble. L’intensité des signaux sans fil peut être atténuée (réduite) par le bruit, les barrières physiques et les longues distances. Lorsque l’atténuation du signal augmente, la transmission complète du signal diminue. Les taux d’atténuation dans le câblage sont affectés par des sources externes de bruit à des fréquences qui pénètrent le signal transporté par le câble. Les câbles à fibres optiques sont excellents pour transmettre avec de faibles taux d’atténuation car ils transmettent les signaux sous forme d’ondes lumineuses avant de les retransformer en signaux électroniques à l’extrémité réceptrice. Les longueurs d’onde de lumière à haute fréquence utilisées pour transmettre les signaux à l’intérieur des câbles à fibres optiques sont résistantes au bruit jusqu’à ce qu’elles soient transformées (modulées/démodulées) en signaux électroniques.
L’atténuation est le contraire de l’amplification. Si vous baissez le volume de votre radio, cela réduit l’amplification du signal, et non l’atténue. Le même signal peut être atténué par un filtre qui élimine tous les signaux indésirables au-dessus d’une certaine fréquence. Un filtre passe-bas laisse passer tous les signaux basse fréquence à travers le filtre et atténue les signaux au-dessus du niveau d’atténuation de la bande d’arrêt du filtre. L’atténuation est liée à la « perte d’insertion » et figure souvent dans les fiches techniques. Cependant, la perte d’insertion est spécifiquement l’énergie du signal qui est perdue lorsqu’un dispositif est inséré dans un circuit.
La figure 1 est un graphique tiré d’une fiche technique pour un filtre passe-bas. L’atténuation d’un signal à travers le filtre passe-bas augmente lorsque la fréquence du signal augmente. Le signal au-dessus de la fréquence F1 est de plus en plus absorbé. L’atténuation du signal en dessous de la fréquence F1 n’est pas linéaire, mais assez proche à un niveau inférieur à 1 dB d’atténuation. Le taux d’atténuation est plus élevé au-dessus de F1 et cesse d’augmenter après environ la fréquence à F4.
L’atténuation pour les signaux électriques a une formule:
Atténuation (dB)= 10 X log(PI/PO)
Où PI est la puissance d’entrée et PO est la puissance de sortie. PI est la puissance appliquée à une extrémité du câble, tandis que PO est la puissance en watts à l’extrémité du câble.
Un atténuateur est un circuit passif ou actif qui peut atténuer un signal. Le type passif est souvent juste un diviseur de résistance mais pourrait également être suivi d’un tampon (un type d’amplificateur opérationnel). Le type actif d’atténuateur peut être un atténuateur à amplificateur opérationnel inverseur ou des amplificateurs opérationnels entièrement différentiels. L’atténuateur doit correspondre aux impédances de la source et de la charge en plus de l’atténuation désirée. Il existe quelques calculateurs d’atténuation en ligne pour les atténuateurs T et les atténuateurs Pi.
En dehors des atténuateurs T et Pi, d’autres types d’atténuateurs passifs fixes sont disposés dans des configurations L, H et O, également. D’autres types d’atténuateurs comprennent les atténuateurs continuellement variables, programmables, à passage de courant continu, à blocage de courant continu, à guide d’ondes et optiques.
La conception d’un atténuateur peut devenir complexe si l’impédance n’est pas déjà la même entre les côtés entrée et sortie (charge) où l’atténuateur sera placé puisque l’équilibrage de l’impédance serait nécessaire. Les performances peuvent varier, de sorte qu’il peut être nécessaire de jongler avec des compromis de conception dans la gamme de fréquences, la vitesse de commutation, la linéarité, la perte d’insertion et la robustesse d’un atténuateur.
Nous avons discuté des bases de l’atténuation ci-dessus. Cependant, l’atténuation est presque une science à part entière dans le domaine de l’électronique uniquement, car les atténuateurs sont passés d’un simple circuit de connexion composé de passives à des puces intégrées qui fournissent une atténuation numérique réglable par paliers. L’atténuation est également un terme d’identification similaire utilisé en médecine, en physique, en acoustique, en fibre optique, en énergie nucléaire, en science des matériaux, en biologie, en sismologie, en radiologie et dans de nombreuses autres disciplines.