Какое действие оказывает аттенюатор на нерелевантный поток информации
Перейти к содержимому

Какое действие оказывает аттенюатор на нерелевантный поток информации

Внимание как селекция информации

Интерес к селективной функции внимания нашел свое отражение как в классической психологии сознания (В. Джеймс), так и в современной когнитивной психологии (Д. Бродбент, А. Трейсман, Д. Дойч и Э. Дойч).

Теория внимания В. Джеймса

Американский философ и психолог Вильям Джеймс характеризовал сознание четырьмя основными свойствами: индивидуальностью, непрерывностью, изменчивостью и избирательностью. Именно с последним из указанных свойств он связывал явление внимания: "Находясь под постоянным наплывом все новых и новых впечатлений, проникающих в область наших чувств, мы замечаем лишь самую ничтожную долю их. Сознательный опыт – ручеек, протекающий по широкому лугу". Джеймс считал, что невозможно непрерывно сосредоточивать внимание на неизменном объекте мысли. Однократный акт внимания продолжается не более нескольких секунд подряд. После этого внимание либо отвлекается, либо направляется на иные стороны того же объекта. Данное положение легко проиллюстрировать с помощью двузначных фигур (см. рис. 2.2 "Жена или Теща" в подпараграфе 2.2.2). Если просто смотреть на подобное изображение, Жена и Теща начинают "перемигиваться". Внимание на одном из изображений можно устойчиво удержать только в том случае, когда вы станете определенным образом "развивать" объект внимания, например начнете считать морщины на шее Тещи или ресницы Жены. Именно со способностью постоянно "развивать" объект своего внимания, находить в нем новые стороны Джеймс связывал феномен гениальности. По его мнению, гений способен добиться выдающихся успехов на каком- либо поприще от того, что его занятие ему никогда не наскучивает, он все время воспринимает его по-разному, все более и более вовлекаясь в него. На особую интенсивность внимания выдающихся людей указывал и философ Артур Шопенгауэр: "Талант попадает в цели, в которые простые люди попасть не могут. А гений попадает в цели, которые простые люди не видят".

Джеймс предложил также одну из самых многоаспектных классификаций внимания (табл. 6.1). Он выделили шесть видов внимания по критериям произвольности, направленности (на внешний или внутренний мир субъекта) и способу связи акта внимания с наличным мотивационным состоянием (непосредственно или через ассоциативную связь). Заметим, что произвольное внимание всегда носит опосредствованный характер. Непроизвольное внимание, напротив, может быть как опосредствованным, так и непосредственным. Так, спешащий на работу человек вдруг замирает у витрины магазина, увидев на обложке одного из журналов фотографию девушки, похожей на одноклассницу, в которую он когда-то был влюблен. В этом случае его акт внимания можно классифицировать как чувственное непроизвольное опосредствованное внимание. А когда выпускник института мысленно продумывает порядок разговора с потенциальным работодателем, от успеха которого зависят его дальнейшие служебные перспективы, мы говорим об интеллектуальном произвольном опосредствованном внимании.

Таблица 6.1

Классификация видов внимания но В. Джеймсу

Внимание как фильтр. Теории ранней и поздней селекции

В отличие от теории Д. Канемана, где психика "борется" с ограничениями системы переработки информации, вырабатывая максимально эффективную стратегию распределения ресурса внимания, существует группа теорий, в которых постулируется наличие специального механизма, спасающего психику от перегрузки. Этим механизмом является внимание. Здесь внимание рассматривается как фильтр, который блокирует или ослабляет переработку избыточной информации (Д. Бродбент, А. Трейсман, Д. и Э. Дойч). Центральной при подобном ракурсе рассмотрения становится тематика описания свойств такого фильтра и его местоположения в системе операций переработки информации. Данный подход к вниманию можно назвать структурным.

Теории ранней селекции

То, что внимание действует как фильтр, отсекающий излишнюю в данный момент информацию, было замечено еще В. Джеймсом: "Мы знаем, что можем быть внимательными к голосу собеседника среди гвалта других разговоров, незамечаемых нами, хотя они объективно намного громче, чем та речь, к которой мы прислушиваемся. " Впоследствии данное наблюдение получило название "эффект вечеринки". Интересно, что гость вечеринки не только легко справляется с задачей поддержания разговора, который его интересует, не отвлекаясь на иную звуковую, зрительную и тактильную стимуляцию, но также способен переключиться на "новый канал" информации, если его окликают по имени или соседи но столу начинают обсуждать важную для него тему.

Инжснера-акустика Колина Черри (1953) в первую очередь интересовало, с опорой на какие признаки происходит выделение и удержание одного сообщения в потоке других. В качестве возможных параметров он предположил следующие: пространственную локализацию источника звука, частотные и высотные характеристики звука, синтаксические и содержательные свойства сообщения. Чтобы смоделировать ситуацию вечеринки и проверить свои гипотезы, Черри создал методики избирательного слушания, которыми и по сей день активно пользуются исследователи. Суть данных методик заключается в том, что испытуемым через наушники подается два текста. Текст может подаваться в дихотическом режиме (на один наушник подается один текст, а на второй – другой текст) или в бинауральном режиме (на каждый наушник подаются оба текста одновременно). Испытуемого просят следить за одним из сообщений (релевантный канал), проговаривая его вслух, и не обращать внимания на другое (нерелевантный канал). Черри обнаружил, что, если оба текста читаются одним и тем же диктором с одинаковой громкостью бинаурально, испытуемым требуется около 25 повторений для того, чтобы выделить релевантное сообщение. В том случае, когда сообщения предъявлялись дихотически, испытуемые легко справлялись с задачей с первых попыток. Таким образом, была показана важная роль пространственного фактора в отслеживании и удержании релевантной (т.е. той, на которое обращается внимание) информации.

В другом эксперименте Черри попытался выяснить, что воспринимает испытуемый из нерелевантного сообщения (т.е. на основании каких признаков он способен переключаться с одного сообщения на другое). В то время как испытуемый вторил релевантному сообщению, подаваемому дихотически, нерелевантное сообщение постоянно подвергалось изменениям: мужской голос менялся на женский, запись начинала прокручиваться в обратную сторону, диктор переходил на другой язык, изменялось содержание истории, звучал резкий звуковой тон. После прослушивания у испытуемого спрашивали, заметил ли он что-нибудь необычное в нерелевантном сообщении. Испытуемые замечали только смену голоса и звуковой тон. Тогда был сформулирован тезис о том, что отделение релевантного сообщения от нерелевантного происходит на основе анализа грубых физических характеристик (направление источника звука, громкость, высота, тембр голоса), а свойства более высокого уровня (перцептивные и семантические) не играют здесь какой-либо роли. Исследования Черри легли в основу моделей ранней селекции, в которых постулировалось, что фильтр располагается на входе в систему переработки информации и имеет очень жесткие настройки.

Первую собственно психологическую модель данного типа предложил Д. Бродбент (1958) . В целом соглашаясь с описанием фильтра как устройства, которое жестко отсекает нерелевантную информацию на основе анализа сенсорных признаков, он дал объяснение того, как формируются настройки фильтра. Ведь если бы фильтр нс настраивался определенным образом перед приемом информации, мы бы были вынуждены всю жизнь воспринимать только один тип стимулов, например только женские голоса или только звуки от находящихся справа источников. Бродбент предположил, что фильтр включается не сразу, а только после того как возникает угроза перегрузки блока переработки информации ограниченной емкости. Этот блок находится после системы первичного сенсорного анализа и предназначен для перцептивной обработки поступающей информации. Блок перцептивной обработки может одновременно "впустить" в себя не более шести единиц информации. Как только он оказывается заполненным, включается фильтр, который "впускает" новые порции информации, подобные уже содержащейся в нем. Происходит это по мере продвижения перцептивно обработанной информации вглубь системы. Блок перцептивной обработки в модели Бродбента структурно и функционально схож с подсистемой кратковременной памяти, но обладает более коротким временем хранения информации (см. гл. 8).

Свою гипотезу Бродбент проиллюстрировал с помощью серии экспериментов на "расщепленный" объем памяти. В первой серии испытуемым дихогически с интервалом в 0,5 секунды подавали три нары цифр. Сразу после окончания предъявления их просили назвать услышанные цифры. При свободном отчете испытуемые, во-первых, хорошо справлялись с задачей и, во-вторых, всегда воспроизводили цифры поканально, т.е. сначала они называли те цифры, которые подавались на один наушник, а затем – те, которые подавались на другой. Если же их просили называть цифры в порядке поступления, процент верных ответов резко падал (до 20%). Бродбендт пришел к выводу, что переключение с канала на капал в принципе возможно, но требует времени (примерно 1/3 секунды). Снижение эффективности воспроизведения, по его мнению, связано с тем, что за время отчета информация стирается.

Во второй серии испытуемым по релевантному каналу дихотически подавался ряд из шести цифр. По нерелевантному каналу подавался ряд из двух цифр. Причем цифры могли подаваться одновременно с началом или концом ряда. Потом испытуемых просили воспроизвести цифры, которые они услышали. Оказалось, если подача пары цифр по нерелевантному каналу совпадала с началом релевантного ряда, испытуемые воспроизводили ее только в 25% случаев. Когда же она совпадала с концом ряда, испытуемые могли воспроизвести их в 50% случаев. Рассмотрим, что, по мнению Бродбента, происходит в первом и во втором случае. Если пара цифр, которая подается на нерелевантный наушник, совпадает с началом ряда, испытуемый сначала считывает пару с релевантного канала, потом переключается на нерелевантный канал, а затем снова возвращается к релевантному. На этот момент весь ограниченный объем фильтра уже заполнен. Следовательно, дальше восприниматься будет только та информация, которая согласуется (в данном случае, по пространственному признаку) с последней. Это будет информация с релевантного канала. Нерелевантная пара цифр будет стерта, чтобы освободить место для последней релевантной пары. Результатом становится низкая успешность воспроизведения. Теперь обратимся к ситуации, когда нерелевантная пара появляется в конце. Несмотря на то что фильтр и в этом случае уже заполнен, система ведет себя так, как будто "знает", что сохраненной информации ничего не грозит. Отчет начинается с нерелевантной нары цифр, и конечно, эта пара воспроизводится верно.

Таким образом, Бродбент счел свою исходную модель обоснованной: сначала в блок перцептивной переработки поступает информация как с релевантного, так и с нерелевантного канала, но когда объем информации достигает шести единиц, нерелевантный канал блокируется и информация, которая по нему поступила, остается доступной очень короткий промежуток времени (не более 1/3 с).

Модель аттенюатора А. Трейсман

Представление о жестких свойствах фильтра было вскоре значительно смягчено. В эксперименте Н. Морея (1959) выяснилось, что испытуемые действительно нс реагировали на команды "Остановись!" или "Переключись на другое ухо!", когда они подавались по нерелевантному каналу. Но в том случае, если команды предварялись обращением к испытуемому по имени ("Джон Смит, остановись!" или "Джон Смит, переключись на другое ухо!"), испытуемые их замечали и выполняли.

Американский психолог Анна Трейсман (1964) определила, что условием вторжения сообщения с нерелевантного канала в релевантное сообщение является семантическая связь с содержанием релевантного канала, поэтому вместо модели жесткого фильтра она предложила модель аттенюатора (от фр. attenuer – смягчать, ослаблять). В одном из ее экспериментов испытуемым по нерелевантному каналу с небольшой отсрочкой подавался текст, аналогичный по содержанию релевантному сообщению, но на другом известном испытуемому языке. Испытуемые быстро фиксировали факт тождественности сообщений ("Да ведь это одно и то же!"). В другом опыте по релевантному каналу подавали текст вида: "Гости сидели за три возможности, ожидая ужина", в то время как по нерелевантному каналу подавался текст вида: "Позвольте нам рассмотреть эти обеденным столом объяснения интересующего факта". В результате участники исследования озвучивали "смешанный" текст: "Гости сидели за обеденным столом, ожидая ужина". Интересно, что сами испытуемые не замечали явления "перекреста" сообщений, им казалось, что они продолжают вторить только релевантному каналу.

Таким образом, данные свидетельствовали о том, что нерелевантная информация может подвергаться анализу на уровне значения. Модель аттенюатора, предложенная Трейсман, предполагает, что фильтр, расположенный у входа с систему, не блокирует нерелевантный поток информации полностью, а лишь ослабляет его. Помимо аттенюатора данная модель включает в себя систему словаря, во многом тождественную долговременной памяти, и словарные единицы – понятия, представляющие собой элементы словаря. Основной процесс, от которого зависит судьба информации, попадающей на сенсорные поверхности, – это активация соответствующей ей словарной единицы, т.е. "встреча" стимула со своим психологическим референтом, необходимая для его дальнейшей переработки.

Поясним, как представлен процесс переработки информации в модели Трейсман. После того как поток стимуляции преодолевает аттенюатор, часть сообщений остается в неизменном виде (релевантный канал), а часть ослабляется (нерелевантный канал). Для того чтобы подвергнуться дальнейшей обработке, содержание, поступающее по каналу, должно "встретиться" с соответствующей ему единицей словаря (категорией). Сигнал, идущий по неослабленному релевантному каналу, с максимальной вероятностью "встретит" свою семантическую единицу и подвергнется дальнейшей обработке. Сигналы, идущие по нерелевантным каналам и, следовательно, ослабленные, имеют меньше шансов достичь соответствующих им словарных единиц.

Однако дело не всегда обстоит так просто. Словарные единицы имеют различный порог активации, т.е. могут быть активированы сигналом различной интенсивности. Наглядно можно представить ситуацию так, что различные единицы находятся на разном "расстоянии" от аттенюатора. Например, такие категории, как имя испытуемого, а также то, что связано с его профессией или увлечением, расположены "близко" к аттенюатору, а слова, связанные с травматическим опытом, – "далеко". Поэтому словарным единицам, имеющим минимальный порог активации, достаточно и ослабленного аттенюатором сигнала. Кроме того, Трейсман вводит понятие контекстуального понижения порога активации: единицы, близкие по значению тем единицам, которые уже активированы, как будто "придвигаются" к аттенюатору и в связи с этим становятся легче доступными для активации. Именно с действием контекстуального понижения порога Трейсман связывает описанный выше эффект перекреста содержаний. Механизм работы системы переработки информации в модели А. Трейсман показан на рис. 6.3.

Система переработки информации под воздействием потока стимуляции (по А. Трейсман)

Рис. 6.3. Система переработки информации под воздействием потока стимуляции (по А. Трейсман)

Таким образом, модель аттенюатора представляет внимание как фильтр с особыми свойствами, который расположен вблизи от входа в систему переработки информации и ограничивает ее поток, для того чтобы избежать перегрузки системы.

Теории поздней селекции: модели Д. и Э. Дойч и Д. Норманна

В 1963 г. Д. и Э. Дойч поставили под сомнение существование механизма ранней селекции. Но их мнению, ограничения в системе переработки информации лежат не на входе, а на выходе из системы, а именно на стадии осознания, принятия решения и ответа. Активизируются все единицы словаря, которые подверглись воздействию, но в связи с различием "реактивности" самих единиц (с какой силой единица отвечает на воздействие) и неоднородностью воздействия всегда только несколько стимулов оказываются "победителями". Они усиливаются фильтром выхода и получают доступ в сознание.

Основные аргументы в пользу модели поздней селекции сводятся к следующему: несмотря на то что информация, поступающая по нерелевантному каналу, не осознается человеком, она влияет на интерпретацию той информации, которая подается по релевантному каналу. Так, Д. МакКей (1973) описал эффект "семантической наводки". Испытуемым по релевантному каналу подавался неоднозначный текст. По нерелевантному каналу время от времени среди других слов подавалось ключевое слово – подсказка. Если бы этот опыт проводился на русском языке, релевантное сообщение выглядело бы, например, так: "В тот день он был не в лучшей форме и поэтому потерял очки". Альтернативными ключевыми словами тогда могли быть "глаза" и "волейбол". Испытуемые из обеих групп не осознавали содержание ключевых слов. Однако, те из них, кому в нерелевантное сообщение включали слово "глаза", чаще понимали основной текст как историю о близоруком человеке, а те, у кого в нерелевантном сообщении присутствовало слово "волейбол", чаще понимали основной текст как описание спортивного матча.

П. Форстер и Э. Гоувер (1978) показали, что воздействие нерелевантного каната проявляется и на уровне физиологических реакций. На предварительной стадии эксперимента у испытуемых вырабатывалась условная реакция на определенное слово (его прослушивание сопровождалось неприятным ударом тока). Затем испытуемых просили повторить нейтральный текст. Время от времени в нерелевантное сообщение вставлялись или само целевое слово, или его синонимы. И в том, и в другом случае испытуемые отвечали на появление этих слов всплеском кожно-гальванической реакции, хотя и не замечали этого. Получалось, что сознание человека как бы "не слышало" целевого слова, но его организм при этом реагировал вполне однозначно.

Д. Норман в 1968 г. дополнил модель Дойчей с помощью "блока уместности". В модели Нормана активация единиц словаря предшествует собственно акту восприятия. Система, таким образом, предвосхищает то, что будет воспринято. "Блок уместности" определяет уровень совпадения стимуляции и ожиданий субъекта и усиливает адекватную информацию. Модель Нормана, как легко видеть, наследует идею преперцепции В. Джеймса и концепцию эффекта волевого внимания Η. Н. Ланге (см. подпараграф 6.2.3). С помощью введения "блока уместности" Норман в первую очередь дает рациональное объяснение проблемы иллюзорного восприятия, когда слишком высокий уровень активации фильтра выхода позволяет системе принять ошибочное решение на основе недостаточной сенсорной информации.

Таким образом, основные отличия между моделями ранней и поздней селекции заключаются в следующем.

  • 1. Ранняя селекция: отбор на основе физических признаков и торможение нерелевантного канала на входе в систему.
  • 2. Поздняя селекция: отбор на основе значимости и уместности для субъекта и усиление релевантного канала на выходе в сознание.
Теория гибкой и множественной селекции А. Трейсман и концепция системы переработки информации как конгломерата процессов автоматической и контролируемой переработки Р. Шифрина

Предложенная А. Трейсман несколько позднее (1969) теория гибкой и множественной селекции предполагает, что система переработки информации обладает не одним, а множеством фильтров. В отсутствие конкретной задачи переработки информации фильтры находятся в состоянии покоя. Решение задачи происходит путем последовательной переработки информации на различных стадиях, таких как стадия сенсорных признаков, стадия перцептивных признаков и стадия семантических признаков. Впоследствии была предложена и еще одна более высокая стадия переработки информации – стадия самореференции, т.е. анализа информации относительно се личного смысла (см. гл. 8). Какие именно фильтры будут включены на каждой стадии переработки, зависит от условий задачи и состояния испытуемого. Например, если испытуемому требуется отыскать среди нагромождения букв на экране "красную А", на перцептивной стадии обработки должен быть включен только фильтр цвета, который отсеивает все объекты иных цветов. При этом потенциально доступные фильтры размера, ориентации, звучания и т.д. не участвуют в процессе отбора информации. Затем следует активизировать фильтр, который отсеет буквы "не А", оставив только искомый объект. Эксперимент с измерением времени реакции показал, что время, которое затрачивается на решение задач данного типа, линейно зависит от количества параметров, по которым должен быть идентифицирован объект.

Важным достижением модели множественной и гибкой селекции стал отход ее автора от интерпретации фильтра как жесткого механизма "отбраковывания" излишней информации и переход к пониманию многообразия стратегий селекции. Следующий шаг на этом пути сделал Рональд Шиффрин. В 1988 г. он предложил иной вариант "примирения" подходов ранней и поздней селекции. Шиффрин развивал взгляд на психику человека как на совокупность автоматических и контролируемых процессов переработки информации (рис. 6.4).

Автоматические процессы носят экстенсивный характер. Психика человека способна учитывать воздействие огромного количества стимулов, не доводя результаты их переработки до сознания. Действительно, мы принимаем определенные позы, перемещаемся в пространстве, оперируем с так называемыми подпороговыми стимулами, совершенно не осознавая этого. Большая часть информации, переработанной с помощью автоматических процессов, так никогда и не становится достоянием сознания. Автоматические процессы эволюционно более древние, они присущи как человеку, так и животным. Обсуждая автоматические процессы переработки информации, удобнее говорить о фильтрах выхода или применять к ним модели поздней селекции.

Контролируемые процессы переработки информации, наоборот, осуществляются интенсивно. Объем контролируемой переработки крайне ограничен, однако управляемый характер процесса даст значительное преимущество в качестве переработки. Контролируемые процессы связаны с сознанием и вниманием в собственном смысле этого слова, поэтому подобные процессы удобнее описывать с использованием модели ранней селекции.

Модель переработки информации в психике человека, включающая автоматические и контролируемые процессы переработки информации (адаптировано из Р. Шиффрина)

Рис. 6.4. Модель переработки информации в психике человека, включающая автоматические и контролируемые процессы переработки информации (адаптировано из Р. Шиффрина)

Интересным феноменом, демонстрирующим постоянный взаимопереход контролируемых и автоматических процессов, является эффект "выскакивания" (рис. 6.5).

Иллюстрация эффекта

Рис. 6.5. Иллюстрация эффекта "выскакивания" (найдите на рисунке горизонтально расположенную линию)

Показано, что, если целевой стимул отличается от дистракторов (остальных стимулов) только по одному параметру, его обнаружение происходит автоматически и не зависит от количества дистракторов. Представьте, что вам нужно обнаружить девушку в белой блузке на фотографии множества людей в темной одежде. Ощущение такое, что нужный образ буквально "бросится вам в глаза". Если же целевой стимул отличатся от дистракторов по нескольким параметрам (например, нужно обнаружить девушку в белой блузке среди мужчин в белых блузках и женщин в темной одежде), психика будет вынуждена прибегнуть к контролируемому процессу перебора объектов. В этом случае время обнаружения будет расти пропорционально количеству дистракторов.

У. Джонстон и С. Хейнз предложили более общую модель селективности внимания, интегрирующую модели гибкой и множественной селекции, положение Р. Шифрина о разделении контролируемых и автоматических процессов и ресурсную модель Д. Канемана. По их мнению, процесс селекции требует вложения ресурсов, причем ранняя селекция представляет собой стратегию экономного расхода ресурсов, а поздняя селекция – энергоемкую стратегию. Поэтому конкретная стратегия, которую психика выберет для решения задачи, зависит как от свойств самой задачи, так и от дополнительной мощности, доступной в данный момент. Если задача простая и дополнительной мощности много (например, формальный разговор с малозначимым человеком), скорее всего, будет реализована стратегия поздней селекции. Если же задача сложная и дополнительной мощности мало (например, увлекательный разговор, требующий интеллектуальных усилий), психика изберет стратегию ранней селекции. Другими словами, в первом случае вы на самом деле будете воспринимать гораздо больше информации, чем осознаете, а во втором – действительно блокируете постороннюю информацию.

Аттенюатор: описание, назначение, виды и характеристики приборов

Аттенюатор предназначен для поддержания безопасной работы, согласования импеданса отдельных включенных в цепь модулей, благодаря выравниванию мощности между их входом и выходом.

Также применение аттенюатора рекомендовано для обеспечения безопасности антенной системы при использовании ответвителей и отсутствии приборов контроля.

Подобные приборы позволяют вносить определенное затухание при передаче сигнала на короткие дистанции в одномодовых линиях, снимать перегрузку каскада на входе приемного устройства, предотвращая возможные нарушения функционирования сети. Аттенюаторы также применяют в системах WDM мультиплексирования.

Преимущества использования аттенюаторов

Типы аттенюаторов

По воспроизводимым значениям

  1. Фиксированные — имеют заданное значение ослабления во всем диапазоне частот. Применяются для уменьшения напряжения, улучшают согласование с линиями, рассеивают мощность;
  2. Ступенчатые — обладают ослаблением, изменяющимся ступенчато (дискретно) на заданное значение. Построены по принципу использования ячеек-ослабителей, при последовательном включении которых в тракте создается ослабление сигнала, а при выключении — «нулевое» (начальное) ослабление;
  3. Плавные — изменяют ослабление плавно в заданных пределах. Позволяют максимально обеспечить прием полезного сигнала при наличии помех.

По диапазону частот

  1. Радиоизмерительные;
  2. Оптические.

По типу подключения

По принципу действия

Аттенюаторы радиодиапазона

Основные характеристики аттенюаторов радиодиапазона

Резисторные (емкостные) аттенюаторы

Поляризационные аттенюаторы

Поглощающие аттенюаторы

Оптические аттенюаторы

Виды оптических аттенюаторов

Существует два вида аттенюаторов оптического типа:

● С фиксированным затуханием;

Конструкция приборов предполагает наличие специальных оптических волокон. Применяются для существенного ослабления сигнала с одновременными малыми обратными потерями. Имеют уровень затухания 1−25 дБ. Фиксированное затухание вносится при помощи воздушного зазора определенной величины или специализированного встроенного поглощающего фильтра. Соединение возможно посредством пары патч-кордов оптического типа либо одноименной розетки и патч-корда.

● С регулируемым затуханием.

С помощью устройств данного типа возможна плавная регулировка затухания путем изменения размера воздушного промежутка между торцами феррул коммутируемых коннекторов.

Принцип работы оптических аттенюаторов

Основные характеристики оптических аттенюаторов

Преимущества оптических аттенюаторов

Применение оптических аттенюаторов

РЧ аттенюаторы

Схемы аттенюаторов

Варианты компонентов для схем аттенюаторов

П-, Т-схемы применяются в общем случае, когда внутреннее сопротивление источника равно или превышает сопротивление нагрузки. Если один из портов имеет сопротивление, превышающее показатели другого, применяют Г-образную схему вычислений.

Схемы типов П, Т чаще всего выполнены на резисторах, имеют нереактивное сопротивление у каждого из портов. Для практического применения допустимо считать все напряжения, сопротивления, токи вещественными числами.

Для измерений мощности, формы сигнала возможно включение в систему анализатора спектра при участии понижающего мощность ответвителя, который предотвращает возможные поломки дорогостоящего анализатора.

При выборе подходящего устройства также должны быть учтены вносимые/возвратные потери. Вносимые потери отражают ослабление сигнала, вызванное каким-либо включенным в цепь дополнительным элементом. Возвратные потери показывают отношение мощности отраженного сигнала, существующего на участке линии связи, к мощности входного импульса.

Аттенюатор — это. Описание, характеристика, применение

Классический аттенюатор — это несложное, пассивное изделие. Его основная задача заключается в том, чтобы качественно ослаблять сигнал без смены его формы. В сфере высоких частот универсальный аттенюатор может использоваться в качестве согласующего агрегата. В традиционном случае изделие представлено в виде классического делителя напряжения. В корпусе устройства спрятаны конденсаторы и микросхемы. Если необходимо снизить разные по амплитуде сигналы, то в общую схему обязательно добавляют дискретные переключатели или регулируемые приборы.

Коаксиальный аттенюатор

Описание

Управляемый аттенюатор — это универсальный соединительный шнур симплексного типа. Его применяют в том случае, когда нужно сделать сигнал на волоконно-оптической линии связи более низким. Такие агрегаты просто незаменимы в локальных и магистральных сетях передачи данных, а также на линиях кабельного телевидения. Их применение оправдано в различных измерительных пунктах. При помощи такого устройства специалисты могут откалибровать имеющиеся измерители мощности, а также определить чувствительность приемника.

Аттенюаторы — это универсальные изделия, которые способны сильно ослаблять поступающий сигнал с минимальными обратными потерями (максимум 70 дБ). Такой эффект достигается за счет конструктивных особенностей. Настенные аттенюаторы отличаются следующими параметрами:

  • Длительным эксплуатационным сроком.
  • Оптимальной стабильностью затухания сигнала.
  • Простотой использования.
  • Компактными габаритами.
  • Высокой степенью надежности.
  • Минимальным показателем обратного отражения.
  • Широким температурным диапазоном.

Профессиональная модель

Классификация

Несмотря на кажущуюся простоту, характеристики аттенюаторов принято делить на несколько категорий. Эксперты выделяют перечень ключевых параметров:

  • Частотный диапазон.
  • Мощность и напряжение.
  • Итоговое количество уровней выходного сигнала.
  • Разновидность применяемых элементов.

В зависимости от уровня подводимого напряжения, современные аттенюаторы бывают высоковольтными и низковольтными. Рабочий частотный диапазон изделий варьируется от световых сигналов до постоянного тока. Так как аттенюаторы используются специалистами в довольно широком диапазоне рабочих напряжений, элементная база простирается от обычных резисторов, катушек и конденсаторов до оптико-волоконных приборов и СВЧ.

Компактные модели

Разновидности

Эксперты часто проводят поверку аттенюаторов, так как только работоспособность этих изделий позволяет избежать серьезных перегрузок в используемом агрегате приемных модулей. В продаже можно встретить универсальные приспособления, которые выгодно отличаются от всех аналогов фиксированным показателем затухания. Но есть и те модели, где пользователь может самостоятельно регулировать все параметры.

В первом случае представлен специфический стеклянный фильтр, легированный светодиод или воздушный зазор. Изделие присутствует в кабеле в качестве поглощающего фильтра. Профессионал может соорудить специальный изгиб оптического светодиода передающего кабеля. Эта категория чаще всего монтируется в корпус розеток. Тип аттенюатора и его разъемов может быть любым (чаще всего это SC).

Агрегаты с регулируемой величиной затухания используются в качественном измерительном оборудовании. Для управления коэффициентом, можно использовать два наиболее распространенных варианта. В первом случае мастеру предоставляется возможность внести механические поправки в воздушный зазор. Второй вариант позволяет воздействовать на ту часть оптического кабеля, которая предназначена для передачи сигнала.

Многофункциональный аттенюатор

Основные типы

Производители привыкли использовать специальную расшифровку цифр, благодаря чему можно быстро определить назначение аттенюаторов:

  • Агрегаты, которые основаны на дискретных радиоэлементах.
  • Поверочные установки и эталонные устройства.
  • Изделия, которые поглощают энергию.
  • Поляризационные.
  • Аттенюаторы, управляемые в электронном режиме.
  • Предельные модели.

Поверочные и эталонные изделия активно используются экспертами для качественной метрологической оценки действующих аттенюаторов. Предельные модели предотвращают прохождение через волноводную систему сигналов, частота которых находится ниже установленного показателя.

Практически все агрегаты, кроме фиксированных, могут легко управляться при помощи разных электронных схем, которые неоднократно были проверены в лабораторных условиях. Такие изделия просто незаменимы в тех случаях, когда ручная регулировка по каким-либо причинам остается недоступной.

Многофункциональное изделие для профессионалов

Преимущества

Многочисленные положительные свойства оптических аттенюаторов обеспечили их частое использование при создании высококачественных оптоволоконных систем. К основным преимуществам относятся следующие параметры:

  • Легкость и простота монтажа.
  • Компактные размеры.
  • Два эффективных варианта исполнения устройств фиксированного типа.
  • Внушительный диапазон рабочих температур, за счет чего изделие можно использовать в экстремальных условиях (от -65 до +80 °C).

Самодельное устройство

Стандартное обозначение

Абсолютно все модели аттенюаторов, которые работают в радиодиапазоне, обозначаются большой буквой «Д», после нее идут цифры. За счет этого специалисты могут быстро расшифровать категорию и назначение изделия. Цифры определяют марку агрегата. Классические оптические изделия маркируются комбинацией «ОД1».

Применение

Входной аттенюатор — это самый простой и доступный узел приемника. Его конструкция отличается своей простотой и логичностью. В качестве основных деталей используются три резистора, но в некоторых случаях могут присутствовать три конденсатора, которые призваны качественно делить сигнал. Самым сложным занятием является выбор параметра затухания агрегата.

В официальных документах содержится информация о том, что современные модели аттенюаторов способны эффективно расширить динамический диапазон приемников. Но только опытные радиолюбители понимают тот факт, что не стоит обольщаться этим принципом. Динамический диапазон состоит из двух ключевых понятий, которые существенно отличаются друг от друга. Обычный приемник способен принимать не только слабые, но и сильные сигналы. Они обязательно попадают в пропускную полоску фильтра, которая имеет отношение к базовой селекции. В случае возникновения минимального усиления приемник просто перегрузится.

Если пользователь хочет принимать слабые сигналы от конкретной станции, тогда можно задействовать аттенюатор, но даже он не сможет гарантировать, что результат будет соответствовать ожиданиям. Основная причина в мощных помехах, которые негативно воздействуют на тракт высокой частоты. В такой ситуации перезагрузки оборудования не избежать.

Улучшает ли аттенюатор динамический диапазон?

Поговорим об одном из самых простых узлов приемника — о входном аттенюаторе. Сложность его конструкции и в самом деле не заслуживает особого внимания — три резистора или три конденсатора, делящих сигнал. Но выбор затухания аттенюатора дело не такое простое, как его устройство. Иногда в литературе пишут, что аттенюатор расширяет динамический диапазон приемника. Но не стоит сильно обольщаться этим. Далеко не все отдают себе отчет в том, что есть два понятия о динамическом диапазоне, не имеющие между собой ничего общего.

Первое. Способность приемника принимать как самые слабые, так и самые сильные полезные сигналы, попадающие в полосу пропускания фильтра основной селекции, и те, которые мы желаем принять.

Слабые принимаемые сигналы — это у радиолюбителей сплошь и рядом. Очень и очень сильные принимаемые сигналы, когда мы желаем перекинуться парой фраз с товарищем, живущим на соседней улице — редкое исключение. В этом случае приемник может перегружаться даже при самом минимальном усилении, и прием сигналов соседа сопровождается искажениями или вообще невозможен. Как точно замечает по такому поводу В.Дроздов, кое-кому в этой ситуации приходится отключать приемную антенну.

Второе. Способность приемника принимать самые слабые полезные сигналы на фоне одновременно действующих по всему диапазону очень сильных помех или хотя бы одной мощной помехи, не попадающей в полосу приема полезного сигнала. Это совершенно другой случай, и если вы хотите принять слабую DX-станцию на фоне сильных помех от соседних станций своего континента, то отключение приемной антенны вам уже вряд ли поможет. Hi!

Но поможет ли аттенюатор? В первом случае — приеме мощного полезного сигнала — аттенюатор выручит с гарантией. Ослабление сигнала на входе приемника позволит вести прием при среднем положении ручки усиления в режиме хорошей линейности. О шумах приемника в данном случае нечего и думать, т.к. они в тысячи раз слабее сигнала. Во втором случае — приеме слабой станции на фоне сильных помех — ситуация сложнее, и улучшить прием включением аттенюатора можно далеко не всегда. Мощные помехи, воздействующие на тракт высокой частоты, перегружают его и создают в нем интермодуляционные продукты по всему диапазону. Эти продукты хотя и намного слабее породивших их помех, но, как правило, сильнее полезного сигнала и маскируют его. Интермодуляционные продукты зависят от уровня перегрузки нелинейно. И ослабление помех, например, в 2 — 3 раза может вызвать ослабление продуктов интермодуляции в 10 — 20 раз или даже устранить их полностью. Все зависит от степени перегрузки входа приемника. При незначительной перегрузке ослабление помех даже в два раза полностью устраняет интермодуляцию. При больших перегрузках для ослабления интермодуляции необходимо более значительное ослабление помех. Какая же выгода от аттенюатора? Выгода заключена в нелинейной зависимости продуктов интермодуляции от породивших их помех. Например, включили мы аттенюатор 6 дБ — на 6 дБ ослабился полезный сигнал. А продукты интермодуляции, вызванные этими помехами, ослабились сильнее, допустим на 20 дБ. На 14 дБ, как видим, улучшилось соотношение принимаемого сигнала и маскировавшего его интермодуляционного продукта. В благоприятной ситуации выигрыш может быть даже большим. И все было бы хорошо, если бы не собственные шумы приемника. При ослаблении сигнала помехи на входе шумы приемника не ослабляются. И если принимаемый сигнал до включения аттенюатора лишь незначительно превышал собственные шумы приемника (в 2 — 3 раза), то после включения аттенюатора такой сигнал вообще потеряется в шумах приемника и не будет принят даже при полном устранении интермодуляционных продуктов. Так что ослаблять сигнал на входе нужно не грубо, на 20 дБ одним махом, а осторожно, по 3 — 6 дБ (не более). Если вам повезет, то маневрируя звеньями аттенюатора — 5 — 10 — 15дБ, вы подберете ситуацию, когда и ослабление интермодуляции будет достаточным, и сигнал еще, возможно, останется различимым на фоне собственных шумов приемника. Но такая ситуация возможна далеко не всегда. Если принимаемый сигнал едва различим на фоне собственных шумов приемника, то включение даже небольшого ослабления на входе сразу опускает его ниже этих шумов, и прием становится невозможным. Та же ситуация возникает и в случае очень больших помех. Чтобы значительно ослабить интермодуляцию, требуется сильное ослабление ни входе. Но при этом даже вполне приличные сигналы, которые в 3 — 5 раз превосходили собственные шумы приемника, после включения аттенюатора пропадут в шумах. Итак, аттенюатор ни на 1 дБ не улучшает динамический диапазон приемника. Он только согласовывает возможности приемника с реальной обстановкой в эфире. И, чтобы не потерять чуствительность, это согласование должно осуществляться плавно. Но в приемниках мы видим сплошь и рядом грубые аттенюаторы с шагом 20 дБ! В профессиональных приемниках это правильно. Там никто не вытягивает VK и ZL из-под соседа и аттенюатор служит для согласования динамики по принимаемому, а не по мешающему сигналу.

Но как только профессиональный приемник попадает и руки радиолюбителя, аттенюатор в нем должен быть переделан на ступени не более чем по 6 дБ. Можно использовать регулируемый УВЧ от отдельного резистора. Регулироваться от АГУ УВЧ ни и коем случае не должен. Его максимально возможное усиление целиком и полностью определяется величиной суммарной помехи па диапазоне,которая может создавать интермодуляцию, а не уровнями принимаемого в данный момент полезного сигнала. При включении трансивера для работы на НЧ диапазонах, где самая большая опасность перегрузок, регулятор УВЧ ставится в положение минимального усиления. Вблизи желаемой частоты находится наиболее чистый участок и какая-нибудь слабая станция. Затем усиление УВЧ плавно увеличивается. Сигнал слабой станции постепенно усиливается и прием становится лучше. Но на каком-то пороге начинают появляться посторонние сигналы, которых до этого не было — началась перегрузка ВЧ-тракта. Усиление немного убирается назад до исчезновения перегрузки и больше ручка не трогается.

Иногда на любимом вами участке диапазона вдруг появляется помеха, которой раньше не было. Для того чтобы определить, действительно ли это работает на диапазоне мешающая вам станция или это неисправность приемника — включите аттенюатор. Если помеха возникает на этой частоте, то она ослабится точно о соответствии с затуханием аттенюатора. Если же помеха ослабится намного сильнее, чем затухание аттенюатора или пропадет совсем, то эта помеха — результат интермодуляции.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *