在开发电子电路时，通常需要解决放大信号的问题——增加它们的幅度或功率。但有些情况下，需要信号电平，相反，减弱。而这项任务并不像乍看起来那么简单。
什么是衰减器及其工作原理
衰减器是一种装置，用于在不扭曲其形状的情况下有意且通常地降低输入信号的幅度或功率。
射频范围内使用的衰减器的工作原理 - 带有电阻或电容的分压器.输入信号与电阻成比例地分布在电阻之间。最简单的解决方案是两个电阻的分压器。这样的衰减器称为L型（国外技术文献中称为L型）。这个不平衡设备的任何一侧都可以用作输入和输出。G 衰减器的一个特点是匹配输入和输出时的低损耗。
衰减器的类型
在实践中，G 衰减器并不经常使用——主要是为了匹配输入和输出电阻。 P 型器件（在外国文献中 Pi - 来自拉丁字母 π）和 T 型器件更广泛地用于信号的归一化衰减。此原理允许您创建具有相同输入和输出阻抗的设备（但如有必要，您可以使用不同的设备）。
该图显示了不平衡的设备。源和负载必须通过不平衡线连接到它们 - 同轴电缆等。从任何方向。
对于平衡线路（双绞线等），使用平衡电路 - 它们有时称为 H 型和 O 型衰减器，尽管这些只是以前设备的变体。
通过添加一（两个）电阻，衰减器 T- (H-) 类型转换为桥式。
衰减器由工业以带有连接器的完整设备的形式生产，但它们也可以作为通用电路的一部分制作在印刷电路板上。电阻式和电容式衰减器有一个重要的优点 - 它们不包含非线性元件，不会使信号失真，也不会导致频谱中出现新的谐波和现有谐波的消失。
除了电阻之外，还有其他类型的衰减器。广泛应用于工业技术：
- 极限和偏振衰减器——基于波导的设计特性；
- 吸收衰减器 - 信号衰减会导致特殊选择的材料吸收功率；
- 光衰减器；
这些类型的设备用于微波技术和光频率范围内。在低频和射频下，使用基于电阻器和电容器的衰减器。
主要特征
决定衰减器性能的主要参数是衰减系数。它以分贝为单位。要了解信号幅度在通过衰减电路后下降了多少倍，需要重新计算从分贝到倍的系数。在将信号幅度降低 N 分贝的设备的输出端，电压将减少 M 倍：
M=10(ñ/20) （对于功率 - M = 10(ñ/10)) .
逆向计算：
N=20⋅log10(M) (对于功率 N=10⋅log10(M))。
因此，对于具有 Kosl \u003d -3 dB 的衰减器（系数始终为负，因为该值始终减小），输出信号的幅度将与原始信号相比为 0.708。如果输出幅度比原始幅度小两倍，则 Kosl 大约等于 -6 dB。
心算公式比较复杂，最好用网上计算器，网上有很多。
对于可调节设备（阶梯式或平滑式），会显示调节限制。
另一个重要参数是输入和输出处的波阻抗（阻抗）（它们可以相同）。这种电阻与驻波比 (SWR) 等特性相关 - 它通常在工业产品上显示。对于纯阻性负载，该系数由以下公式计算：
- 如果 ρ>R，则 SWR=ρ/R，其中 R 是负载电阻，ρ 是线路的波阻抗。
- 如果 ρ<R，则 SWR = R/ρ。
SWR 始终大于或等于 1。如果 R=ρ，则所有功率都传输到负载。这些值相差越大，损失越大。因此，当 SWR = 1.2 时，99% 的功率将到达负载，而 SWR = 3 - 已经是 75%。将 75 欧姆衰减器连接到 50 欧姆电缆（反之亦然）时，SWR = 1.5，损耗为 4%。
其他需要提及的重要功能：
- 工作频率范围；
- 最大功率。
同样重要的是精度等参数 - 它表示衰减与标称值的允许偏差。对于工业衰减器，特性适用于外壳。
在某些情况下，设备的功率很重要。尚未到达消费者的能量由衰减器元件耗散，因此防止过载至关重要。
各种设计的阻性衰减器的主要特性都有计算公式，但比较繁琐且包含对数。因此，要使用它们，您至少需要一个计算器。因此，对于自我计算，使用特殊程序（包括在线）更方便。
可调衰减器
衰减系数和 SWR 受组成衰减器的所有元素的值的影响，因此创建基于 电阻器 参数的平滑调节是困难的。通过改变衰减，需要调整 SWR，反之亦然。这些问题可以通过使用增益小于 1 的放大器来解决。
此类设备建立在晶体管或 欧，但存在线性问题。创建一个在宽频率范围内不会使波形失真的放大器并不容易。逐步调节的应用更为广泛 - 衰减器串联，它们的弱化被累加。那些需要的电路被分流（继电器触点 ETC）。因此在不改变波阻的情况下获得了所需的衰减系数。
有一些基于宽带变压器（SHPT）的平滑调整信号衰减装置的设计。在对输入和输出匹配要求较低的情况下，它们被用于业余通信技术。
通过改变几何尺寸来实现建立在波导上的衰减器的平滑调谐。光衰减器也采用平滑衰减控制生产，但此类设备的设计相当复杂，因为它们包含透镜、滤光片等系统。
应用领域
如果衰减器具有不同的输入和输出电阻，那么，它除了具有衰减功能外，还可以充当匹配器件。所以，如果你需要连接75欧和50欧的电缆，你可以在它们之间放一个适当计算的，再加上归一化的衰减，你也可以校正匹配度。
在接收设备中，衰减器用于避免输入电路因强大的杂散辐射而过载。在某些情况下，衰减干扰信号，即使是弱信号，也可以通过降低互调干扰水平来提高接收质量。
在测量技术中，衰减器可用作去耦 - 它们减少负载对参考信号源的影响。光衰减器广泛用于测试光纤通信线路的收发器设备。在他们的帮助下，模拟了真实线路中的衰减，并确定了稳定通信的条件和边界。
在音频技术中，衰减器用作功率控制设备。与电位器不同，它们以更少的功率损耗做到这一点。在这里更容易确保平滑调整，因为波阻并不重要——只有衰减很重要。在有线电视网络中，衰减器消除了电视输入的过载，让您无论接收条件如何都能保持传输质量。
衰减器不是最复杂的器件，它在射频电路中的应用最为广泛，可让您解决各种问题。在微波和光频率下，这些设备的制造方式不同，它们是复杂的工业单元。
类似文章：
