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信号衰减电路介绍

功率衰减器基本原理


从微波网络观点看,衰减器是一个二端口有耗微波网络,可对RF/MW信号产生一定的衰减。若信号输入端的功率为P1,而输出端的功率为P2,衰减器的功率衰减量为A(dB) ,若P1、P2以分贝毫瓦(dBm)来表示,则两端功率端的关系为:P2=P1-A;即衰减量为:

功率衰减器的主要用途


  • 控制功率电平——在微波超外差接收机对本振输出功率进行控制,获得最佳噪声系数和变频损耗,达到最佳接受效果。在微波接收机中,实现增益自动控制,改善动态范围;  

  • 充当去耦元件——作为振荡器和负载之间的去耦元件;

  • 充当校准元件——作为比较功率电平的相对标准;

  • 用于雷达抗干扰中的跳变衰减器——是一种衰减能量突变的可变衰减器,平时不引入衰减,遇到外界干扰时可瞬间加大衰减。

功率衰减器的基本指标


  • 工作频带——由于射频/微波结构与频率有关,不同频段的元器件,结构不同,也不能通用;

  • 衰减量——衰减量的大小由构成衰减器的材料和结构确定。衰减量用分贝作单位,便于整机指标计算;

  • 功率容量——材料结构确定后,衰减器的功率容量就确定了。如果让衰减器承受的功率超过这个极限值,衰减器就会被烧毁;

  • 回波损耗——两端的输入、输出驻波比应尽可能小,以避免对两端电路有影响,即两端电路都是匹配的。

功率衰减器的基本组成


  • 构成射频/微波功率衰减器的基本材料是电阻性材料;
  • 通常,电阻是衰减器的一种基本形式,由此形成的电阻衰减网络就是集总参数衰减器;
  • 通过一定的工艺把电阻材料放置到不同波段的射频/微波电路结构中,就形成了相应频率的衰减器;如果是大功率衰减器,器件体积肯定要加大,散热设计也是关键。



常见信号衰减电路类型

按照电路实际应用情况,可分为如下几种电路:




对称T型衰减电路






对称Π型衰减电路








桥接T型衰减电路





非对称T型衰减电路



通常应用:



特殊应用:




非对称TT型衰减电路



通常应用:





特殊应用:






阻抗相同的倒L型衰减电路






阻抗不同的倒L型衰减电路


源端:


终端:




衰减电路设计注意事项




不同衰减电路设计时注意事项如下:

  • 衰减器的衰减能量最终转换成热能耗散掉

  • 根据实际需求选择合适的衰减器设计电路

  • 衰减量对电阻阻值很敏感,对于衰减量要求不是很高的电路,则不需要很高精度的电阻

  • 在高频电路设计时,要选无感电阻,普通电阻的电感量对阻抗有影响

  • 处理高频信号时要特别注意阻抗匹配,处理低频信号时输入和输出阻抗没有特殊要求

  • 设计高频衰减器电路时尽量选择尺寸合适的电阻,主要考虑走线的线宽与电阻Pad大小是否一样大;要确保地的完整性及信号线两边打孔

  • 测试高频信号时要特别注意射频线接地的处理


常用衰减电路速查表




来源:上海季丰电子

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