Diplexer - Diplexer
Um diplexador é um dispositivo passivo que implementa a multiplexação no domínio da frequência . Duas portas (por exemplo, L e H) são multiplexadas em uma terceira porta (por exemplo, S). Os sinais nas portas L e H ocupam bandas de frequência disjuntas. Consequentemente, os sinais em L e H podem coexistir na porta S sem interferir um com o outro.
Normalmente, o sinal na porta L ocupará uma única banda de baixa frequência e o sinal na porta H ocupará uma banda de frequência mais alta. Nessa situação, o diplexador consiste em um filtro passa-baixo conectando as portas L e S e um filtro passa-alto conectando as portas H e S. Idealmente, toda a potência do sinal de banda baixa na porta L é transferida para a porta S e vice-versa. Toda a potência do sinal de banda alta na porta H é transferida para a porta S e vice-versa. Idealmente, a separação dos sinais está completa. Nenhum sinal de banda baixa é transferido da porta L para a porta H. No mundo real, parte da energia será perdida e parte da energia do sinal vazará para a porta errada.
O diplexer, sendo um dispositivo passivo, normalmente é recíproco: o próprio dispositivo não tem noção de entrada ou saída. Por mais que os diplexadores mal projetados possam ter impedâncias diferentes em várias portas, não se deve simplesmente presumir que qualquer dispositivo é totalmente recíproco, a menos que seja declarado ou a perda de retorno medida.
O diplexador é um dispositivo diferente de um combinador ou divisor passivo . As portas de um diplexer são seletivas de frequência; as portas de um combinador não. Há também uma diferença de "perda" de energia - um combinador pega toda a energia fornecida à porta S e a divide igualmente entre as portas A e B. Um diplexer não.
Uma frequência de diplexador multiplexa duas portas em uma porta, mas mais de duas portas podem ser multiplexadas. Um multiplexador de três portas para uma porta é conhecido como triplexer , e um multiplexador de quatro portas para uma porta é um quadplexer ou quadruplexer .
Um diplexador típico pode ter cerca de 30 dB de isolamento entre suas portas L e H. Esse isolamento é suficiente para muitas aplicações, mas é insuficiente para permitir a recepção e transmissão simultâneas em uma antena. Se o transmissor emitir 1 kW, então 1 W daquele sinal aparecerá no receptor; que 1 W pode ser potência suficiente para sobrecarregar o receptor. Os diplexers projetados para recepção e transmissão simultâneas têm requisitos de isolamento mais rigorosos e são conhecidos como duplexers .
Usos comuns
Um diplexador permite que dois dispositivos diferentes compartilhem um canal de comunicação comum. Normalmente, o canal é um cabo coaxial longo e um diplexador é freqüentemente usado em ambas as extremidades do cabo coaxial. O plano é viável se os dois dispositivos operarem em frequências diferentes. O plano é econômico se os diplexadores custam menos do que um segundo cabo.
Os diplexers são normalmente usados com receptores ou transmissores de rádio em bandas de frequência diferentes e amplamente separadas. Uma única torre de rádio de cidade pode ter uma antena do departamento de polícia em 460 MHz e uma antena do corpo de bombeiros em 156 MHz. Um diplexador na parte superior combina os dois sinais de antena para a linha de alimentação coaxial única e um segundo diplexador idêntico dentro do edifício separa os sinais da linha de alimentação para os dois rádios de despacho. Alguns diplexadores suportam até quatro antenas ou rádios que funcionam em diferentes bandas de rádio.
Diplexers também são comumente usados onde uma antena multibanda é usada em uma torre, com uma linha de alimentação comum. O diplexador dividirá as duas bandas dentro do edifício (como os sistemas VHF e UHF combinados com um diplexador em uma antena comum).
Aplicações industriais
A diplexação é usada para evitar a intermodulação e manter a potência refletida ( VSWR ) a um mínimo para cada transmissor de entrada e frequência . Embora os diplexadores possam combinar uma largura de banda relativamente ampla , a principal limitação vem com a própria antena, que deve ser de banda larga o suficiente para aceitar todos os sinais que passam por ela e transferi-los para o ar de forma eficiente .
Normalmente, com uma antena multibanda, as frequências em uso terão uma relação harmônica ímpar entre si para tirar vantagem das ressonâncias harmônicas naturais (como 145/435 MHz), tornando uma antena multibanda altamente eficiente. Outras vezes, serão utilizadas armadilhas sintonizadas, o que é menos eficiente e geralmente não é uma técnica usada em VHF / UHF.
Muitos outros grandes transmissores UHF / VHF usam diplexadores. O número de transmissores que podem compartilhar uma antena é restrito pelo espaçamento de suas bandas de frequência. Os transmissores cujas frequências estão muito próximas não podem ser combinados com sucesso por um diplexador.
Diplexers também são usados em estações de transmissão de ondas médias. No entanto, seu uso não é tão comum nesta faixa de frequência porque o comprimento de onda correspondente varia muito mais na banda de ondas médias do que na banda FM e, portanto, é mais praticável usar uma antena separada para cada frequência: sites de transmissão de ondas médias geralmente transmitem apenas em uma a quatro frequências, enquanto os sites de transmissão FM geralmente usam quatro ou mais frequências.
Os diplexadores podem ser usados como um dispositivo de backup. Um exemplo é o trabalho de manutenção em uma antena de um site de transmissão de onda média que tem duas antenas transmitindo em duas frequências. Em seguida, a outra antena pode ser usada para transmitir os dois canais. Se não for possível construir uma segunda antena para o segundo transmissor devido a restrições de espaço, o diplexador é usado permanentemente.
Em locais de transmissão de ondas longas, os diplexadores normalmente não são usados, uma vez que essas estações geralmente transmitem em apenas uma freqüência. A realização de diplexadores para estações de transmissão de ondas longas pode ser difícil, pois a proporção da largura de banda (9 kHz) para a freqüência de transmissão é alta.
Diplexers não são usados em transmissores VLF. Nessa faixa de frequência, sua realização é muito difícil por causa das tensões muito altas que ocorrem nas enormes bobinas de carregamento sintonizadas que são usadas na alimentação da antena.
Diplexers também são usados para aplicações de não transmissão , como rádio amador .
residencial
Diplexers também são usados em casa para permitir que uma antena parabólica de TV via satélite de transmissão direta e uma antena de TV terrestre (canais de transmissão local) compartilhem um cabo coaxial . A antena parabólica ocupa as frequências altas (normalmente 950 a 1450 MHz) e a antena de TV usa frequências mais baixas do canal de televisão (normalmente 50 a 870 MHz). Além disso, o satélite também obtém uma faixa de DC para baixa frequência para alimentar o conversor de bloco do prato e selecionar a polarização da antena do prato (por exemplo, sinalização de tensão ou DiSEqC ). O diplexador é útil em residências que já possuem um cabo, pois elimina a necessidade de instalação de um segundo cabo. Para que o diplexador funcione, o cabo existente deve ser capaz de passar as frequências do satélite com pouca perda. Instalações de TV mais antigas podem usar um cabo RG-59 dielétrico sólido e esse cabo pode ser inadequado. O cabo RG-6 é normalmente usado para linhas de alimentação de satélite.
Nesta aplicação, haveria um diplexador no telhado que une a alimentação da antena de satélite e a antena de TV em um único cabo coaxial. Esse cabo então iria do telhado para a casa. Em um ponto conveniente, um segundo diplexador separaria os dois sinais; um sinal iria para o aparelho de TV e o outro para o IRD do decodificador DBS . Estes geralmente possuem uma entrada de antena e um diplexador, de forma que o sinal da antena também é distribuído junto com o satélite.
Instalações mais modernas enfrentam vários problemas. Freqüentemente, há várias antenas parabólicas que precisam alimentar vários receptores ou até mesmo receptores multicanais. Veja, por exemplo, distribuição de cabo único .
Diplexers também foram usados para combinar UHF TV e VHF TV e sinais FM em um downlead, que pode então ser dividido de volta em suas partes componentes conforme necessário.