衰减器

什么是衰减器？

衰减器是无源设备。与分贝一起讨论它们很方便。衰减器减弱或衰减信号发生器的高电平输出，例如，为诸如敏感无线电接收器的天线输入之类的东西提供低电平信号。（下图）衰减器可以内置在信号发生器中，也可以是一个独立的设备。它可以提供固定或可调节的衰减量。衰减器部分还可以提供源和麻烦负载之间的隔离。

恒阻抗衰减器与源阻抗 ZI 和负载阻抗 ZO 匹配。射频设备Z为50Ω。

在独立衰减器的情况下，必须通过断开信号路径将其串联放置在信号源和负载之间，如上图所示。此外，它必须匹配源阻抗 Z 我和负载阻抗 Z 哦，同时提供指定的衰减量。在本节中，我们将只考虑源阻抗和负载阻抗相等的特殊情况，也是最常见的情况。本节未考虑，不相等的源阻抗和负载阻抗可能会通过衰减器部分进行匹配。但配方较为复杂。

T段和Π段衰减器是常见的形式。

常见的配置是 T 和Π 上图所示的网络。当需要更弱的信号时，可以级联多个衰减器部分，如下图所示。

衰减器分贝的使用

衰减器设计中使用的电压比通常以分贝表示。电压比必须从以分贝为单位的衰减得出。以分贝表示的功率比是可加的。例如，10 dB 衰减器后接 6 dB 衰减器可提供 16 dB 的整体衰减。

10 分贝 + 6 分贝 =16 分贝

声级的变化大致与功率比的对数 (PI / PO) 成正比。

声级 =log10(PI / PO)

听者几乎察觉不到 1 dB 的声级变化，而 2 db 则很容易察觉。 3dB 的衰减对应于将功率减半，而 3dB 的增益对应于功率电平的两倍。 -3 dB的增益与+3 dB的衰减相同，相当于原始功率电平的一半。

以功率比表示的功率变化分贝为：

dB =10 log10(PI / PO)

假设 PI 处的负载 RI 与 PO 处的负载电阻 RO 相同（RI =RO），分贝可能来自电压比（VI / VO）或电流比（II / IO）：

PO =VO IO =VO2 / R =IO2 R PI =VI II =VI2 / R =II2 R dB =10 log10(PI / PO) =10 log10(VI2 / VO2) =20 log10(VI/VO) dB =10 log10(PI / PO) =10 log10(II2 / IO2) =20 log10(II/IO)

分贝方程

分贝方程最常用的两种形式是：

dB =10 log10(PI / PO) 或 dB =20 log10(VI / VO)

我们将使用后一种形式，因为我们需要电压比。同样，电压比形式的方程仅适用于两个相应电阻相等的情况。也就是说，源电阻和负载电阻需要相等。

使用分贝方程的示例

示例： 衰减器的功率为 10 瓦，输出功率为 1 瓦。求以 dB 为单位的衰减。

dB =10 log10(PI / PO) =10 log10 (10 /1) =10 log10 (10) =10 (1) =10 dB

示例： 求出 10 dB 衰减器的电压衰减比 (K=(VI / VO))。

dB =10=20 log10(VI / VO) 10/20 =log10(VI / VO) 1010/20 =10log10(VI / VO) 3.16 =(VI / VO) =AP(ratio)

示例： 进入衰减器的功率为 100 毫瓦，输出功率为 1 毫瓦。求以 dB 为单位的衰减。

dB =10 log10(PI / PO) =10 log10 (100 /1) =10 log10 (100) =10 (2) =20 dB

示例： 求 20 dB 衰减器的电压衰减比 (K=(VI / VO))。

dB =20=20 log10(VI / VO ) 1020/20 =10 log10(VI / VO ) 10 =(VI / VO ) =K

T 形截面衰减器

T 和 Π 衰减器必须连接到 Z 源和 Z 负载阻抗。 Z -（箭头）在下图中远离衰减器的方向表示这一点。 Z -（箭头）指向衰减器表示在另一端负载 Z 的衰减器中看到的阻抗为 Z，对于我们的案例，Z=50 Ω。这个阻抗相对于衰减是一个常数（50Ω）——当衰减改变时，阻抗不会改变。

下图中的表格列出了 T 的电阻值和Π 衰减器匹配 50 Ω 源/负载，这是射频工作中的通常要求。

电话公用事业和其他音频工作通常需要匹配到 600 Ω。乘以所有 R 值按比率 (600/50) 校正 600 Ω 匹配。乘以 75/50 将转换表值以匹配 75 Ω 源和负载。

T 形截面衰减器电阻的公式，给定 K、电压衰减比和 ZI =ZO =50 Ω。

衰减量通常以 dB（分贝）为单位指定。不过，我们需要电压（或电流）比 K 从方程中找到电阻值。请参阅 dB/20 10 的幂项用于计算电压比的术语 K 来自 dB，以上。

T （以及Π以下 ) 配置最常用，因为它们提供双向匹配。也就是说，衰减器的输入和输出可以端对端交换，并在提供相同衰减的同时仍然匹配源阻抗和负载阻抗。

断开信号源并在 V 处向右看我，我们需要看到R的串并联组合 1 , R 2 , R 1 , 和 Z 看起来像 Z 的等效电阻输入，与源/负载阻抗Z相同：（Z的负载连接到输出。）

ZIN =R1 + (R2 ||(R1 + Z))

例如，将 50 Ω 衰减器表中的 10 dB 值替换为 R 1 和 R 2 如下图所示。

ZIN =25.97 + (35.14 ||(25.97 + 50)) ZIN =25.97 + (35.14 || 75.97) ZIN =25.97 + 24.03 =50

这向我们表明，我们看到 50 Ω 正对带有 50 Ω 负载的示例衰减器（下图）。

更换源发生器，断开负载Z 在 V 哦，向左看，应该为我们提供与上述相同的方程，用于 V 处的阻抗哦，由于对称。此外，三个电阻器的值必须能够提供从输入到输出所需的衰减。这是通过 R 的方程完成的 1 和 R 2 以上适用于 T -下面的衰减器。

PI 部分衰减器

下图中的表格列出了 Π 的电阻值在一些常见的衰减水平上匹配 50 Ω 源/负载的衰减器。其他衰减等级对应的电阻可以根据公式计算。

Π 截面衰减器电阻的公式，给定 K，电压衰减比，ZI =ZO =50 Ω。

以上适用于下面的π-衰减器。

Π 需要什么电阻值？用于匹配 50 Ω 源和负载的 10 dB 衰减的衰减器？

用于匹配 50 Ω 源和负载的 10 dB Π 节衰减器示例。

10 分贝 对应于K=3.16的电压衰减比在上表的倒数第二行。将该线路中的电阻值转移到上图中原理图上的电阻上。

L 截面衰减器

下图中的表格列出了 L 的电阻值衰减器以匹配 50 Ω 源/负载。下图中的表格还列出了替代形式的电阻值。注意电阻值不一样。

50 Ω 源和负载阻抗的 L 截面衰减器表。

以上适用于L 下面的衰减器。

50 Ω 源阻抗和负载阻抗的交替形式 L 截面衰减器表。

桥接T衰减器

下图中的表格列出了桥接 T 的电阻值衰减器以匹配 50 Ω 源和负载。桥接 T 型衰减器不常使用。为什么不呢？

桥接T衰减器部分的公式和简表，Z =50 Ω。

级联部分

衰减器部分可以如下图所示级联，以获得比单个部分可用的更多衰减。例如，两个 10 分贝衰减器可以级联以提供 20 分贝的衰减，分贝值是相加的。电压衰减比K 或 V 我 /V 哦对于 10 dB 衰减器部分是 3.16。两个级联部分的电压衰减比是两个 K 的乘积对于两个级联部分，s 或 3.16x3.16=10。