无源衰减器是一个纯电阻网络,用于削弱或“衰减”传输线的信号电平,同时改善阻抗匹配,使无源衰减器与放大器相反。
无源衰减器电连接在电源和负载之间,产生的衰减量是固定的。连接的衰减器部分可以提供固定衰减、阻抗匹配或源和负载之间的隔离。由于无源衰减器的设计中只有电阻元件,因此衰减信号不会受到失真或相移的影响。
无源衰减器设计可以是固定的、步进的或可变的,其中固定衰减器被称为“垫衰减器”,常用的衰减网络范围为 1dB 至 20dB。
衰减器衰减的量由输入源信号和输出负载信号之间的电压比决定,该比率以分贝表示。输入信号 (Vin) 和输出信号 (Vout) 之间的比率以分贝表示如下:
分贝衰减
分贝衰减
该电压比也可以从分贝衰减中得出。在计算衰减器电阻元件时,可以使用称为“K 因子”的因子。由于“K”因子对应于给定的分贝衰减量,因此可以制作表格,给出“K”的值,如图所示。
“K” 因子方程
K 因子方程
衰减器损耗的“K”因子表
无源衰减器的形状有对称型和不对称型,有平衡型和不平衡型之分,常见的无源衰减器电路有“T型”、“Pi型”和“桥接T型”,如下图所示。
L-pad 无源衰减器设计
L-pad 无源衰减器
L -pad 衰减器是简单的衰减器设计,仅由两个电阻元件组成,通常称为分压器电路。L -pad 衰减器是一种不平衡的非对称衰减器电路,只能在一个方向上进行阻抗匹配。“L-pad 衰减器”的平衡等效物称为U-pad 衰减器。
T-pad 无源衰减器设计
T-pad 无源衰减器
T型衰减器之所以这样命名,是因为其结构类似于字母“T”。T 型衰减器是一种对称衰减器,既可用于等阻抗之间的衰减,也可用于不等阻抗之间的阻抗匹配。当衰减较高时,并联分流臂阻抗会变小。T型衰减器的平衡等效物称为H 型衰减器。
桥式 T 衰减器设计
桥式 T 无源衰减器
桥接T 型衰减器是标准 T 型焊盘设计的变体,它有一个额外的电阻元件,在两个串联电阻上形成桥接网络,它的名字来源于输入源信号似乎在 T 型焊盘网络上“桥接”自身而不影响电路的特性阻抗。
“桥式 T 衰减器”是一种对称纯电阻衰减器,可方便地用作可变衰减器或可切换衰减器。还可以构建桥式 T 衰减器电路的平衡版本。
Pi-pad 无源衰减器设计
Pi-pad 衰减器
Pi -pad 衰减器之所以这样命名,是因为它的电阻配置类似于希腊字母“π”(pi)。“Pi-pad 衰减器”是常见的对称无源衰减器,可用于相等阻抗之间或不等阻抗之间的阻抗匹配。
与等效的 T-pad 衰减器相比,单个Pi-pad 衰减器可以实现更高的衰减水平,并且当衰减较高时,串联臂阻抗较大。Pi-pad 衰减器的平衡等效物称为O-pad 衰减器。