Dämpfungsglieder

Dämpfungsglieder - Signale gezielt abschwächen

Ein Dämpfungsglied (englisch: Attenuator) ist ein passives Netzwerk, das die Signalleistung um einen definierten Betrag reduziert. Es wird verwendet, um Signale auf einen gewünschten Pegel zu bringen, Reflexionen zu reduzieren oder Verstärker vor Übersteuerung zu schützen.

Stell dir vor: Ein Dämpfungsglied funktioniert wie ein Dimmer für Licht:

Es reduziert die „Helligkeit" (Signalstärke) um einen festen Wert
Es verändert nicht die „Farbe" (Frequenz) - alle Frequenzen werden gleich behandelt
Die gedimmte Energie wird in Wärme umgewandelt

Fragen AD801-AD802: T-Glied und π-Glied erkennen

Es gibt zwei klassische Bauformen für Dämpfungsglieder. Die Namen kommen von der Form, die die Widerstände bilden:

T-Glied (Frage AD801)

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Zwei Widerstände in Reihe, einer nach Masse in der Mitte
→ Sieht aus wie der Buchstabe "T"

π-Glied (Frage AD802)

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Ein Widerstand in Reihe, zwei Widerstände nach Masse an den Seiten
→ Sieht aus wie der griechische Buchstabe "π"

So erkennst du ein Dämpfungsglied:

Enthält nur Widerstände (keine Kondensatoren oder Spulen!)
Symmetrische Struktur (gleiche Impedanz an Ein- und Ausgang)
Kein Verstärker - nur passive Bauteile
Keine Frequenzabhängigkeit - dämpft alle Frequenzen gleich

Abgrenzung zu Filtern: Ein Tiefpass oder Hochpass enthält Kondensatoren und/oder Spulen und ist frequenzabhängig. Ein Dämpfungsglied enthält nur Widerstände und dämpft alle Frequenzen gleich!

Fragen AD803-AD804: Leistungsverhältnis bei Dämpfung

Die Dämpfung wird in Dezibel (dB) angegeben. Die Umrechnung zum Leistungsverhältnis:

Formel:

$\displaystyle \text{Dämpfung [dB]} = 10 \cdot \log_{10}\left(\frac{P_\text{ein}}{P_\text{aus}}\right)$

Umgestellt nach Leistungsverhältnis:

$\displaystyle \frac{P_\text{ein}}{P_\text{aus}} = 10^{\frac{\text{dB}}{10}}$

Frage AD803: 20 dB Dämpfungsglied

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Rechnung:

$\displaystyle \frac{P_\text{IN}}{P_{R_L}} = 10^{\frac{20}{10}} = 10^2 = \mathbf{100}$

Frage AD804: 6 dB Dämpfungsglied

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Rechnung:

$\displaystyle \frac{P_\text{IN}}{P_{R_L}} = 10^{\frac{6}{10}} = 10^{0{,}6} \approx \mathbf{4}$

Merksatz für dB-Werte:

3 dB ≈ Faktor 2 (Verdopplung/Halbierung)
6 dB ≈ Faktor 4 (weil 2 × 3 dB)
10 dB = Faktor 10
20 dB = Faktor 100
30 dB = Faktor 1000

Frage AD805: Impedanzanpassung

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Ein gut konstruiertes Dämpfungsglied ist beidseitig angepasst. Das bedeutet:

Eingangsimpedanz = Systemimpedanz (z.B. $50\,\Omega$)
Ausgangsimpedanz = Systemimpedanz (z.B. $50\,\Omega$)

Frage AD805 fragt: Welche Impedanz ist zwischen den Klemmen a und b messbar, wenn $R_L = 50\,\Omega$?

Antwort: $50\,\Omega$
Das ist der Sinn eines angepassten Dämpfungsglieds: Es „verbirgt" sich im System und verändert die Impedanz nicht! Die einzelnen Widerstandswerte $R_1$, $R_2$ usw. spielen für die Gesamtimpedanz keine Rolle, solange das Glied korrekt dimensioniert ist.

Frage AD806: Verlustleistung berechnen

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Aufgabe: 100 W werden in ein 20 dB Dämpfungsglied eingespeist. Welche Leistung wird im Glied in Wärme umgesetzt?

Rechnung:

20 dB entspricht Leistungsverhältnis 100 $P_\text{aus} = \frac{P_\text{ein}}{100} = \frac{100\,\text{W}}{100} = 1\,\text{W}$ $P_\text{Verlust} = P_\text{ein} - P_\text{aus} = 100\,\text{W} - 1\,\text{W} = \mathbf{99\,\text{W}}$

Achtung - Wärmeentwicklung!
Bei einem 20 dB Dämpfungsglied mit 100 W Eingang werden 99 W in Wärme umgewandelt! Das Dämpfungsglied muss entsprechend belastbar sein (Hochlast-Widerstände, Kühlkörper).

Praktische Anwendungen

Dämpfungsglieder werden im Amateurfunk häufig eingesetzt:

Anwendung	Zweck
Vor Messgeräten	Schutz vor Überlastung durch starke Signale
Am Empfängereingang	Vermeidung von Übersteuerung bei starken Signalen
Impedanzanpassung	Reduzierung von Reflexionen bei Fehlanpassung
Pegelanpassung	Einstellung definierter Signalpegel für Tests

Zusammenfassung für die Prüfung

Frage	Thema	Richtige Antwort
AD801	T-Glied erkennen	Dämpfungsglied
AD802	π-Glied erkennen	Dämpfungsglied
AD803	20 dB Leistungsverhältnis	100
AD804	6 dB Leistungsverhältnis	4
AD805	Impedanz bei Anpassung	$50\,\Omega$
AD806	Verlustleistung (100 W, 20 dB)	99 W

Typische Fallen in den Prüfungsfragen

Verwechslung mit Filtern: Dämpfungsglied = nur Widerstände, keine Frequenzabhängigkeit
dB-Umrechnung: 20 dB ≠ 20-fache Dämpfung, sondern 100-fach!
Impedanz: Bei korrekter Anpassung ist die Eingangsimpedanz gleich der Systemimpedanz, unabhängig von den internen Widerstandswerten
Verlustleistung: Fast die gesamte Eingangsleistung wird in Wärme umgewandelt (99 von 100 W bei 20 dB)

Wissenskontrolle

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AD803

Dargestellt ist ein 20 dB Dämpfungsglied. Wie groß ist das Leistungsverhältnis zwischen der Eingangsleistung $P_{\textrm{IN}}$ und der Leistung am Lastwiderstand $P_{\textrm{RL}}$?

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AD804

Dargestellt ist ein 6 dB Dämpfungsglied. Wie groß ist das Leistungsverhältnis zwischen der Eingangsleistung $P_{\textrm{IN}}$ und der Leistung am Lastwiderstand $P_{\textrm{RL}}$?

🔍

AD805

Dargestellt ist ein symmetrisches 50 Ohm Dämpfungsglied. Welche Impedanz ist zwischen $a$ und $b$ messbar, wenn $R_{\textrm{L}}$ = 50 Ohm beträgt?

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AD806

In einem 50 Ohm System wird in ein symmetrisches 20 dB Dämpfungsglied die Leistung von 100 W eingespeist. Der Widerstand $R_{\textrm{L}}$ = 50 Ohm ist an das Dämpfungsglied angepasst. Welche Leistung wird insgesamt im Dämpfungsglied in Wärme umgesetzt?

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