衰減器廣泛地應用于電子設備中,它的主要用途是:
(1)調(diào)整電路中信號的大小;
(2)在比較法測量電路中,可用來直讀被測網(wǎng)絡的衰減值;
(3)改善阻抗匹配,若某些電路要求有一個比較穩(wěn)定的負載阻抗時,則可在此電路與實際負載阻抗之間插入一個衰減器,能夠緩沖阻抗的變化。
通常,衰減器接于信號源和負載之間,衰減器是由電阻元件組成的四端網(wǎng)絡,它的特性阻抗、衰減都是與頻率無關(guān)的常數(shù),相移等于零。
實際應用中,有固定衰減器和可變衰減兩大類。
1、固定衰減器的設計
常用的固定衰減器有L型、T型、X型和橋T型等幾種結(jié)構(gòu),其電路形式和計算公式見表5.1-16。
注:RC為特性阻抗;RC1、RC2為兩側(cè)特性阻抗,B為固有衰減值N=EB。
其中L型屬于不對稱衰減器,主要用于阻抗匹配,而T型、X型、橋T型屬于對稱衰減器,主要用于衰減。一端接地的衰減器稱為不平衡衰減器;反之,兩端不接地的衰減器稱為平衡衰減器。
例:設計一衰減器,匹配于信號源內(nèi)阻RS-600歐與負載電阻RL=150歐之間,其衰減量為30DB。
解 計算過程:
(1)因為RS、RL不相等,所以選用一節(jié)倒L型和一節(jié)對稱T型號組成衰減器,如圖5.1-19A所示
倒L型電路計算:
(2)T型電路計算:由于總衰減量為30DB,所以T型衰減量為
(3)電路簡化:對設計電路進行變換,進而得到簡化電路,由圖5.1-19A變換為圖B及圖C的形式。
2、可變衰減器的設計
可變衰減器,一般是指特性阻抗值恒定的,而它的衰減值是可變的衰減器,此外,還有一種分壓式可變衰減器,由于它的負載往往是高阻抗,因此對這種分壓式可變衰減器的特性阻抗就沒有什么具體要求。
1)可變橋T型衰減器 可變橋T型衰減器的電路結(jié)構(gòu)如圖5.1-20所示。
圖5.1-20 可變T型衰減器
采用這種可變衰減器電路的優(yōu)點是,電路中只有兩個可變化部分而可變T型號或可變X型衰減將有三個可變部分),而且R為固定電阻,可以避免因旋鈕換檔時,由于旋鈕觸點接觸不良而引起電路中斷現(xiàn)象。
例:設計一個可變橋T型衰減器。各檔衰減值分別為0.05、0.1、0.15N,特性阻抗RC=600歐。
解 分別計算各檔電阻值
以上求得分檔的各電阻值、有些電阻可以合用,因此算得橋臂和并臂電阻值分別為
構(gòu)成的可變橋T型衰減器電路示于圖5.1-20。
分壓式可變衰減器 分壓式可變衰減器電路結(jié)構(gòu)如圖5.1-21所示。
它應用于載波機簡易式電平表中,當它工作在高阻抗負載時,衰減值(例如第二檔的衰減值)與電阻值的關(guān)系式:
它為一常數(shù),與衰減換檔的旋鈕位置無關(guān)。
本電路各檔值計算如下:
分壓式步進衰減器一般接在放大器前面,為了減少放大器對衰減器的分流影響,衰減器總的分壓電阻值R1值不宜過大,一般宜在4千歐左右。本電路給出R1值如下:
計算結(jié)果表明,每變化一檔,就增加1N的衰減值。