Velen gebruiken de term “verzwakking” zonder deze volledig te begrijpen. De term wordt op verschillende gebieden gebruikt, waaronder medisch, audio en zelfs dempingsterminologie in verband met het brouwen van bier. In het algemeen betekent verzwakking het “verminderen” van datgene dat verzwakt wordt. Bijvoorbeeld, een zonnebril verzwakt het zonlicht dat je ogen bereikt. Verzwakking van een elektrisch signaal kan betekenen dat de handeling van verzwakking het gewenste signaal verbetert of versterkt door het ongewenste gedeelte te verminderen. Signaalverzwakking betekent echter niet dat de sterkte van een signaal wordt versterkt of verhoogd.
Bij de overdracht van elektronische signalen is verzwakking het verlies van signaalsterkte, gemeten in decibel (dB). Signalen die van een zendmast naar uw telefoon worden verzonden, kunnen bijvoorbeeld worden vervormd door de toegenomen verzwakking wanneer u om de hoek van een gebouw loopt. De sterkte van draadloze signalen kan worden verzwakt (verminderd) als gevolg van ruis, fysieke barrières en grote afstanden. Naarmate de signaalverzwakking toeneemt, neemt de volledige signaaloverdracht af. De verzwakking in bekabeling wordt beïnvloed door externe bronnen van ruis op frequenties die doordringen in het signaal dat door de kabel wordt getransporteerd. Glasvezelkabels zijn uitstekend geschikt voor transmissie met lage dempingspercentages, omdat zij signalen in de vorm van lichtgolven overbrengen en deze aan de ontvangende zijde omzetten in elektronische signalen. Lichtgolven met een hoge frequentie die worden gebruikt voor het verzenden van signalen in glasvezelkabels zijn bestand tegen ruis totdat ze worden omgezet (gemoduleerd/gedemoduleerd) in elektronische signalen.
Attenuation is het tegenovergestelde van amplificatie. Als u het volume van uw radio zachter zet, vermindert u de versterking van het signaal, niet de verzwakking ervan. Hetzelfde signaal kan worden verzwakt door een filter dat alle ongewenste signalen boven een bepaalde frequentie verwijdert. Een laagdoorlaatfilter laat alle laagfrequente signalen door het filter en verzwakt signalen boven het stopbandverzwakkingsniveau van het filter. Verzwakking is verwant met “insertion loss” en wordt vaak in gegevensbladen aangetroffen. Inzetverlies is echter specifiek de signaalenergie die verloren gaat wanneer een apparaat in een schakeling wordt geplaatst.
Figuur 1 is een grafiek uit een datasheet voor een laagdoorlaatfilter. De verzwakking van een signaal door het laagdoorlaatfilter neemt toe naarmate de signaalfrequentie toeneemt. Het signaal boven frequentie F1 wordt steeds meer geabsorbeerd. De verzwakking van het signaal onder frequentie F1 is niet lineair, maar komt dicht genoeg in de buurt bij een niveau van minder dan 1 dB verzwakking. De mate van verzwakking is hoger boven F1 en stopt met toenemen na ongeveer de frequentie bij F4.
Vermindering voor elektrische signalen heeft een formule:
Vermindering (dB)= 10 X log(PI/PO)
Waarbij PI het ingangsvermogen is en PO het uitgangsvermogen. PI is het vermogen dat aan het ene uiteinde van de kabel wordt toegepast, terwijl PO het vermogen aan het uiteinde van de kabel is.
Een verzwakker is een passieve of actieve schakeling die een signaal kan verzwakken. Het passieve type is vaak niet meer dan een weerstandsdeler, maar kan ook worden gevolgd door een buffer (een soort op amp). Het actieve type verzwakker kan een inverterende op amp verzwakker zijn of volledig differentiële op amps. De verzwakker moet niet alleen aan de gewenste verzwakking, maar ook aan de bron- en belastingsimpedanties voldoen. Er zijn een paar verzwakkerberekeningen online voor T-verzwakkers en Pi-verzwakkers.
Naast T- en Pi-verzwakkers zijn er ook andere typen vaste passieve verzwakkers in L-, H-, en O-configuraties. Andere typen verzwakkers zijn traploos instelbare, programmeerbare, gelijkstroomdoorlatende, gelijkstroomblokkerende, golfgeleider- en optische verzwakkers.
Attenuatorontwerp kan complex worden als de impedantie niet reeds gelijk is tussen de ingangs- en uitgangszijde (belasting) waar de verzwakker zal worden geplaatst, aangezien het in evenwicht brengen van de impedantie noodzakelijk zou zijn. De prestaties kunnen variëren, zodat bij het ontwerp wellicht moet worden gegoocheld met het frequentiebereik, de schakelsnelheid, de lineariteit, de insertion loss en de robuustheid van een verzwakker.
We hebben hierboven de basisprincipes van demping besproken. Echter, demping is bijna een wetenschap op zich in de elektronica alleen, omdat dempers zich hebben uitgebreid van een eenvoudige verbindingsschakeling van passieven tot geïntegreerde chips die stapsgewijs-afstembare digitale demping bieden. Verzwakking is ook een soortgelijk begrip dat wordt gebruikt in de geneeskunde, natuurkunde, akoestiek, glasvezeloptica, kernenergie, materiaalkunde, biologie, seismologie, radiologie en vele andere disciplines.