衰减器

    衰减器是一种提供衰减的电子元器件, 广泛地应用于电子设备中,它的主要用途是:(1)调整电路中信号的大小;(2)在比较法测量电路中,可用来直读被测网络的衰减值;(3)改善阻抗匹配,若某些电路要求有一个比较稳定的负载阻抗时,则可在此电路与实际负载阻抗之间插入一个衰减器,能够缓冲阻抗的变化。

注意事项

    1、频响:即频率带宽,一般用兆赫兹(MHz)或吉赫兹(GHz)表示。通用的衰减器一般带宽为5GHz左右,要到50GHz。
    2、衰减范围与结构形式:
    衰减范围指衰减比例,一般为3dB、10dB、14dB、20dB不等,可达110dB。其衰减公式为:10lg(输入/输出),例:10dB表征:输入∶输出=衰减倍数=10倍。
    结构形式一般分两种形式:固定比例衰减器与步进比例可调衰减器。固定衰减器是指在一定频率范围固定比例倍数的衰减器。步进衰减器是以一定固定值(例1dB)等间隔可调比例倍数的衰减器,又分为手动步进衰减器和程控步进衰减器。
    3、连接头形式和连接尺寸:
    连接头形式分为BNC型、N型、TNC型、SMA型、SMC型等,同时连接头形状具有阴、阳两种。
    连接尺寸分为公制与英制形式,以上根据使用要求决定;如果连接头的型式多样需要连接,可以配用相应的连接转换头,例:BNC转N型头等。
    4、衰减指标:
    衰减指标,有多方面的要求,主要有以下几方面:衰减精度、承受功率、特性阻抗、可靠性、重复性等。

基本构成

    构成射频/微波功率衰减器的基本材料是电阻性材料。通常的电阻是衰减器的一种基本形式,由此形成的电阻衰减器网络就是集总参数衰减器。通过一定的工艺把电阻材料放置到不同波段的射频/微波电路结构中就形成了相应频率的衰减器。如果是大功率衰减器,体积肯定要加大,关键就是散热设计。随着现代电子技术的发展,在许多场合要用到快速调整衰减器。这种衰减器通常有两种实现方式,一是半导体小功率快调衰减器,如PIN管或FET单片集成衰减器;二是开关控制的电阻衰减网络,开关可以是电子开关,也可以是射频继电器。

技术指标

    工作频带
    衰减器的工作频带是指在给定频率范围内使用衰减器,衰减器才能达到指标值。由于射频/微波结构与频率有关,不同频段的元器件,结构不同,也不能通用。现代同轴结构的衰减器使用的工作频带相当宽,设计或使用中要加以注意。
    衰减量
    无论形成功率衰减的机理和具体结构如何,总是可以用下图所示的两端口网络来描述衰减器。
    图中,信号输入端的功率为P1,而输出端得功率为P2,衰减器的功率衰减量为A(dB)。若P1 、P2 以分贝毫瓦(dBm)表示,则两端功率间的关系为
    P2(dBm)= P1(dBm)- A(dB)
    可以看出,衰减量描述功率通过衰减器后功率的变小程度。衰减量的大小由构成衰减器的材料和结构确定。衰减量用分贝作单位,便于整机指标计算。
    功率容量
    衰减器是一种能量消耗元件,功率消耗后变成热量。可以想象,材料结构确定后,衰减器的功率容量就确定了。如果让衰减器承受的功率超过这个极限值,衰减器就会被烧毁。设计和使用时,必须明确功率容量。
    回波损耗
    回波损耗就是衰减器的驻波比,要求衰减器两端的输入输出驻波比应尽可能小。我们希望的衰减器是一个功率消耗元件,不能对两端电路有影响,也就是说,与两端电路都是匹配的。设计衰减器时要考虑这一因素。
    功率系数
    当输入功率从10mW变化到额定功率时,衰减量的变化系数表示为dB/(dB*W)。衰减量的变化值的具体算法是将系数乘以总衰减量功率(W)。如:一个功率容量50W,标称衰减量为40dB的衰减器的功率系数为0.001dB/(dB*W),意味着输入功率从10mW加到50W时,其衰减量会变化0.001*40*50=2dB之多!

原理

    衰减器是在指定的频率范围内,一种用以引入一预定衰减的电路。一般以所引入衰减的分贝数及其特性阻抗的欧姆数来标明。在有线电视系统里广泛使用衰减器以便满足多端口对电平的要求。如放大器的输入端、输出端电平的控制、分支衰减量的控制。衰减器有无源衰减器和有源衰减器两种。有源衰减器与其他热敏元件相配合组成可变衰减器,装置在放大器内用于自动增益或斜率控制电路中。无源衰减器有固定衰减器和可调衰减器。

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