簡單的無源衰減器
發布時間:2024-12-04 責任編輯:lina
【導讀】衰減器與放大器相反,因為它們會降低增益,而電阻分壓器電路是典型的衰減器。給定網絡中的衰減量由以下比率確定:輸出/輸入。例如,如果電路的輸入電壓為 1 伏 (1V),輸出電壓為 1 毫伏 (1mV),則衰減量為 1mV/1V,等於 0.001 或減少 1,000 分之一。
衰減器與放大器相反,因為它們會降低增益,而電阻分壓器電路是典型的衰減器。給定網絡中的衰減量由以下比率確定:輸出/輸入。例如,如果電路的輸入電壓為 1 伏 (1V),輸出電壓為 1 毫伏 (1mV),則衰減量為 1mV/1V,等於 0.001 或減少 1,000 分之一。
然而,使用電壓、電流甚至功率比來確定或表達電阻衰減器網絡可能具有的衰減量(稱為衰減係數)可能會令人困惑,因此對於無源衰減器,其衰減程度通常使用對數來表示以分貝( dB )為單位給出的標度使得處理如此小的數字變得更容易。
衰減程度
衰減器的性能用輸入信號每十倍頻程(或倍頻程)降低的分貝數來表示。分貝,縮寫為“dB”,通常定義為電壓、電流或功率比的對數或“log”度量,代表貝爾 (B) 的十分之一 1/10。換句話說,1 貝爾需要 10 分貝。然後根據定義,輸入信號 (Vin) 和輸出信號 (Vout) 之間的比率以分貝為單位給出:
分貝衰減
請注意,分貝 ( dB ) 是對數比,因此沒有單位。因此,-140dB 的值代表 1:10,000,000 單位的衰減或 1000 萬比 1 的比率。
在無源衰減器電路中,將輸入值指定為 0 dB 參考點通常很方便。這意味著無論輸入信號或電壓的實際值是多少,都會用作與衰減輸出值進行比較的參考,因此分配為 0 dB 值。這意味著低於該參考點的任何輸出信號電壓值都將表示為負 dB 值 ( -dB )。
例如,-6dB 的衰減表示該值比 0 dB 輸入參考低 6 dB。同樣,如果輸出/輸入之比小於 1(單位),例如 0.707,則這對應於 20 log(0.707) = -3dB。如果輸出/輸入之比 = 0.5,則這對應於 20 log(0.5) = -6 dB,依此類推,並可使用標準電氣衰減表來節省計算。
無源衰減器示例 1
無源衰減器電路的插入損耗為-32dB,輸出電壓為50mV。輸入電壓的值是多少。
無源衰減器計算
-1.6的反對數 ( log -1 )給出如下:
衰減反對數
那麼如果輸出電壓產生32分貝的衰減,則需要2.0伏的輸入電壓。
衰減器損耗表
輸出電壓/輸入電壓10.70710.50.250.1250.06250.031250.015630.00781
記錄
值20日誌
(1)20log
(0.7071)20log
(0.5)20log
(0.25)20log
(0.125)20log
(0.0625)20log
(0.03125)20log
(0.01563)20log
(0.00781)
以 dB 為單位0-3分貝-6分貝-12分貝-18分貝-24分貝-30分貝-36分貝-42分貝
依此類推,生成一個包含衰減器設計所需的分貝值的表格。
通過將衰減器插入電路而導致的電壓、電流或功率的降低(以分貝表示)稱為插入損耗,損耗衰減器設計將不等阻抗的電路與匹配網絡中的損耗化相匹配。
現在我們知道什麼是無源衰減器,它如何用於降低或“衰減”信號的功率或電壓電平,同時引入很少或不引入失真和插入損耗(以分貝表示的量),我們可以開始查看可用的不同衰減器電路設計。
無源衰減器設計
在衰減器電路中可以采用多種方式布置電阻器,其中分壓器電路是簡單的無源衰減器電路類型。電位或分壓器電路通常被稱為“L-pad”衰減器,因為其電路圖類似於倒“L”的電路圖。
但還有其他常見類型的衰減器網絡,例如“T-pad”衰減器和“Pi-pad”(π) 衰減器,具體取決於電阻組件的連接方式。這三種常見的衰減器類型如下所示。
衰減器類型
無源衰減器類型
上述衰減器電路設計可以布置為“平衡”或“不平衡”形式,兩種類型的作用相同。 “T-pad”衰減器的平衡版本稱為“H-pad”衰減器,而“π-pad”衰減器的平衡版本稱為“O-pad”衰減器。還提供橋接 T 型衰減器。
在(zai)不(bu)平(ping)衡(heng)衰(shuai)減(jian)器(qi)中(zhong),電(dian)阻(zu)元(yuan)件(jian)僅(jin)連(lian)接(jie)到(dao)傳(chuan)輸(shu)線(xian)的(de)一(yi)側(ce),而(er)另(ling)一(yi)側(ce)接(jie)地(di)以(yi)防(fang)止(zhi)較(jiao)高(gao)頻(pin)率(lv)下(xia)的(de)泄(xie)漏(lou)。通(tong)常(chang)衰(shuai)減(jian)器(qi)網(wang)絡(luo)的(de)接(jie)地(di)側(ce)沒(mei)有(you)電(dian)阻(zu)元(yuan)件(jian),因(yin)此(ci)被(bei)稱(cheng)為(wei)“公共線”。
在zai平ping衡heng衰shuai減jian器qi配pei置zhi中zhong,相xiang同tong數shu量liang的de電dian阻zu元yuan件jian均jun等deng地di連lian接jie到dao傳chuan輸shu線xian的de每mei一yi側ce,接jie地di位wei於yu平ping衡heng並bing聯lian電dian阻zu創chuang建jian的de中zhong心xin點dian。通tong常chang,平ping衡heng和he不bu平ping衡heng衰shuai減jian器qi網wang絡luo不bu能neng連lian接jie在zai一yi起qi,因yin為wei這zhe會hui導dao致zhi平ping衡heng網wang絡luo的de一yi半ban通tong過guo不bu平ping衡heng配pei置zhi短duan路lu接jie地di。
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