我們介紹了衰減器的技術指標和基本結構。我們雖然不希望珍貴的電磁波信號受到衰減,但有時候,為了系統(tǒng)的某種功能,或者實現某種設計的均衡,不得不在電路中加入衰減器。今天介紹兩種常見的集總參數的衰減器。
顯而易見,衰減器的組成就是用到了這個電阻元件,利用電阻對電磁波信號的吸收來達到降低信號電平的目的。對于上述兩種電路,一個就是T型衰減器,有Rs1,Rs2和Rp三個電阻組成。另一個就是常用的Π型衰減器,也同樣是有Rp1,Rp2,Rs 三個電阻組成。我們通過這三個電阻的選值,就可以確定衰減器的衰減值。
這里要注意衰減器使用場和,也就是衰減器兩端的傳輸線阻抗值Z1和Z2。如果Z1=Z2,那么衰減器只要完成相應的信號衰減值就可以了,如果Z1不等于Z2的話,衰減器在進行信號衰減的同時,也能完成阻抗的匹配。我們下面分這兩種情況,一一去講解。
Case1 Z1 等于Z2
這種情況就比較簡單了,對于上面兩種衰減電路,我們只要根據網絡級聯(lián)的方法就可以分析出衰減值與電阻之間的關系式。
首先我們看一下T型衰減器,我們只要利用三個電阻的A參數進行級聯(lián)計算,就可以求出整個衰減器的A參數。然后利用A參數和S參數的轉換公式,可以計算出衰減器的S參數,進而得到衰減器的衰減值S21dB。反之,也可以根據衰減值,算出電阻值。
假設 Rs1=Rs2,(實際選擇時,往往也是用到兩個相同的電阻);
1, Rs1的A參數矩陣
2,Rp的A參數矩陣:
3,T型衰減器的A參數矩陣
4,A參數轉換為S參數
衰減器是一個雙端口互易網絡,及S11=S22,S12=S21.它的衰減值,就是10log(S21)dB,它的反射系數就是10log(S11)dB,我們希望這個反射系數是無窮小。求解上述方程組就可以得到T型衰減器的設計公式(有興趣的同學可以自己推導一下啊,書上是這么寫的。。。。):
同樣的方法,我們也可以得到Π型衰減器的設計公式:
Case2 Z1 不等于Z2
當Z1不等于Z2時,在級聯(lián)之后,要考慮阻抗變換,這里僅給出這兩種衰減器的計算公式。
T型衰減器
Π型衰減器
理論介紹完了,其實會算不是目的,會用才是目的。怎么用呢,把公式做成表格吧,方便隨用隨算。表格怎么獲取呢?請移至文末查看下載鏈接。
相應的,我們如果改變衰減器的電阻值,那么其衰減值也會隨著變化,這個時候,我們就可以利用一個可調電阻來對衰減器的衰減值進行微調,也就可以對信號的電平進行調節(jié)。這個可調衰減器,也是射頻電路中經常用到的。這個衰減器的設計方法,您掌握了嗎?
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