衰减器二三事——T型

标签:衰减器
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       T-垫衰减器是一个衰减器网络包括连接在一起以形成一个“T”型配置三个非感应电阻元件,(因此它的名字)。尽管不那么普遍,但该“ T”(三通)配置也可以被视为“ Y”形衰减器配置。与以前的L衰减器衰减器不同,电阻衰减器的电阻值从两端看去都是不对称的,与之前的L衰减器不同,T衰减器的设计是对称的。

 

       电阻元件形成字母“ T”形意味着从任一端看,T-pad衰减器具有相同的电阻值。然后,这种形式使“ T-pad衰减器”成为完全对称的衰减器,从而使其输入和输出端子可以如图所示进行转置。

 

       基本的T型衰减器电路

 

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       我们可以看到,从任一端看,T型衰减器的设计都是对称的,这种类型的衰减器设计可用于阻抗匹配相等或不相等的传输线。通常,电阻器R1和R2具有相同的值,但是当设计为在不相等阻抗的电路之间工作时,这两个电阻器可以具有不同的值。在这种情况下,T垫衰减器通常被称为“锥垫衰减器”。

 

       但是在更详细地研究T型衰减器之前,我们首先需要了解用于计算衰减器阻抗的“ K因子”的使用,这可以简化数学运算并简化我们的生活。

 

       衰减器“ K”因子

 

       “K”因子,也被称为“阻抗因子”通常与衰减器用于简化复杂的衰减器电路的设计过程。该“ K”因数或值是对应于给定衰减值的电压,电流或功率之比。“ K”的一般公式为:

 

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       换句话说,电压比Kv为:Vin / Vout = 10 dB / 20,电流比Ki为:Iin / Iout = 10 dB / 20,功率比Kp为:引脚/输出= 10 dB / 10。

 

       因此,例如,对于6dB的电压衰减,“ K”值将为10  (6/20) = 1.9953,而18dB的衰减将为10  (18/20) = 7.9433,依此类推。但是,我们不必每次设计一个新的衰减器电路时都计算该“ K”值,而是可以生成一个“ K”因子表来计算衰减器损耗,如下所示。

 

       衰减器损耗表

 

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       依此类推,生成一个衰减损耗表,该表具有与衰减器设计所需数量一样多的分贝值。

 

       具有相同阻抗的T型衰减器

 

       前面我们已经说过,T-pad衰减器是对称的衰减器设计,其输入和输出端子可以彼此互换。这使得T-pad衰减器非常适合在两个相等阻抗(Z S  = Z L  )之间插入  以减小信号电平。

 

       在这种情况下,应选择三个电阻元件,以确保输入阻抗和输出阻抗与构成衰减器网络一部分的负载阻抗相匹配。由于T-pad的输入和输出阻抗设计为与负载完全匹配,因此该值称为对称T-pad网络的“特性阻抗”。

 

       然后,给出了用于在任何所需衰减下用于阻抗匹配的T焊盘衰减器电路的电阻值的计算公式:

 

       T型衰减器方程

 

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       其中:K是上表中的阻抗因子,Z是源/负载阻抗。

 

       T型衰减器示例1

 

       需要使用T型衰减器将音频信号的电平降低18dB,同时匹配600Ω网络的阻抗。计算所需的三个电阻器的值。

 

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       然后,电阻器R1和R2等于466Ω,电阻器R3等于154Ω,或者最接近的首选值。

 

       再次像以前一样,我们可以为构建50Ω,75Ω或600Ω对称T焊盘衰减器电路所需的串联和并联阻抗值生成标准表,因为无论应用如何,这些值始终相同。电阻R1,R2和R3的计算值如下所示。

 

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       请注意,随着电路所需的衰减量增加,R1和R2的串联阻抗值也会增加,而R3的并联并联阻抗值会降低。这是在相等阻抗之间使用的对称T-pad衰减器电路的特征。

 

       阻抗不相等的T型衰减器

 

       除了使用T-pad衰减器来降低阻抗相等的电路中的信号电平外,我们还可以将其用于不相等阻抗(Z S  ≠Z L  )之间的阻抗匹配  。T-pad衰减器用于阻抗匹配时,称为“ Taper Pad衰减器”。但是,为此,我们需要稍微修改前面的公式,以考虑到源极负载和衰减器电路上的负载阻抗不相等。新的方程式就变成了。

 

       不等阻抗的锥度衰减器方程

 

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       其中:K是上表中的阻抗因数,Z 1是源/负载阻抗中的较大值,Z 2是源/负载阻抗中的较小值。

 

       T型衰减器示例2

 

       需要连接到50Ω负载阻抗的锥形衰减器,以将来自75Ω阻抗源的音频信号电平降低18dB。计算所需的三个电阻器的值。

 

       然后,根据上表,Z 1  =75Ω(最大阻抗),Z 2  =50Ω(最小阻抗)和K = 18dB = 7.9433。

 

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       因此,电阻器R1等于15.67Ω,电阻器R2等于62Ω,电阻器R3等于36Ω,或最接近的首选值。

 

       对于设计中包含电抗性组件(例如电感器和电容器)的T-pad衰减器,EEWeb提供了免费的在线T-pad衰减器工具,用于在所需频率下计算组件值。

 

       平衡T型衰减器

 

       所述均衡T-垫衰减器或平衡-T衰减器的简称,使用两个T-垫衰减器电路连接在一起以形成一个平衡的镜像网络如下所示。

 

       平衡T衰减器电路

 

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       平衡T型衰减器也称为H衰减器,因为其电阻元件的布局形成字母“ H”的形状,因此也称为“ H衰减器”。首先,将平衡T电路的电阻值计算为与以前相同的不平衡T焊盘配置,但是这次将每个支路中的串联电阻值减半(除以2)以在两侧提供镜像地面。中心并联电阻的总计算电阻值保持相同,但被分为两部分,中心接地,形成一个平衡电路。

 

       使用以上针对不平衡T焊盘衰减器的计算得出的值,所有四个串联电阻和并联并联电阻的串联电阻R1 = R2 =466Ω÷2 =233Ω,R3 =154Ω与以前相同,可以使用以下公式计算这些值平衡T衰减器的以下修改公式。

 

       平衡T衰减器方程

 

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       T型衰减器摘要

 

       T-垫衰减器是一个对称的衰减器网络,可以在具有相等或不相等的阻抗传输线电路可以使用。由于T-pad衰减器在设计上是对称的,因此可以在任一方向上进行连接,从而使其成为双向电路。

 

       T衰减器的主要特征之一是,随着衰减的增加,并联臂(并联)的阻抗变小。用作阻抗匹配电路的T型衰减器通常称为“锥形衰减器”。

 

       我们已经看到,T-pad衰减器可以是不平衡的,也可以是平衡的电阻网络。定值不平衡T-pad衰减器是最常见的,通常用于射频和电视同轴电缆传输线,且该线的一侧接地。

 

       平衡T衰减器由于其设计和结构也被称为H衰减器。H-pad衰减器主要用于使用平衡或双绞线布线的数据传输线上。

 
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衰减器二三事——无源

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