無源衰減器是一種特殊類型的電氣或電子雙向電路，由完全電阻元件組成。

衰減器是一種雙端口電阻網(wǎng)絡(luò)，設(shè)計用于削弱或“衰減”（因此他們的名字）由源提供的功率到適合連接負載的電平。

無源衰減器減少功率通過單個固定量，可變量或一系列已知的可切換步驟輸送到連接的負載。衰減器通常用于無線電，通信和傳輸線應(yīng)用，以減弱更強的信號。

無源衰減器是純粹的無源電阻網(wǎng)絡(luò)（因此沒有電源），用于各種各樣的電子設(shè)備，通過調(diào)節(jié)信號電平來擴展測量設(shè)備的動態(tài)范圍，提供振蕩器或放大器的阻抗匹配，以減少不正確的輸入/輸出端接的影響，或簡單地提供不同電路級之間的隔離，具體取決于它們應(yīng)用如圖所示。

衰減器連接

簡單的衰減器網(wǎng)絡(luò)（也稱為“墊“）可以設(shè)計成產(chǎn)生固定程度的”衰減“或在預(yù)定步驟中給出可變量的衰減。通常稱為“衰減器墊”的標(biāo)準(zhǔn)固定衰減器網(wǎng)絡(luò)可以從0dB到大于100dB的特定值獲得。可變和開關(guān)衰減器基本上是可調(diào)電阻網(wǎng)絡(luò)，顯示每個開關(guān)步驟的衰減校準(zhǔn)增加，例如每個開關(guān)位置-2dB或-6dB的步長。

然后衰減器是一個四端（雙端口）無源電阻網(wǎng)絡(luò)（也可使用有源類型，使用晶體管和集成電路），設(shè)計用于在所有頻率上產(chǎn)生相同量的輸出電信號的“無失真”衰減，不會產(chǎn)生相移無源型RC濾波器網(wǎng)絡(luò)，因此實現(xiàn)這種衰減器應(yīng)該由純無感和非線繞電阻組成，因為無功元件會產(chǎn)生頻率鑒別。

簡單無源衰減器

衰減器與放大器相反，它們通過電阻分壓器電路作為典型的衰減器來降低增益。給定網(wǎng)絡(luò)中的衰減量由以下比率確定：輸出/輸入。例如，如果電路的輸入電壓為1伏（1V）且輸出電壓為1毫伏（1mV），則衰減量為1mV / 1V，等于0.001或減少1,000th。 / p>

然而，使用電壓，電流或甚至功率比來確定或表示電阻衰減器網(wǎng)絡(luò)可能具有的衰減量，稱為衰減因子，可能會造成混淆，因此，無源衰減器的衰減程度通常用對數(shù)標(biāo)度表示，以分貝（dB）給出，這樣可以更容易處理這么小的數(shù)字。

衰減度

衰減器性能由輸入信號每頻率十倍（或倍頻程）降低的分貝數(shù)表示。 分貝，縮寫為“dB”，通常定義為電壓，電流或功率比的對數(shù)或“對數(shù)”度量，并且代表Bel（B）的十分之一1/10。換句話說，制作一個Bel需要10分貝。然后根據(jù)定義，輸入信號（Vin）和輸出信號（Vout）之間的比率以分貝給出：

分貝衰減

請注意，分貝（dB）是對數(shù)比，因此沒有單位。因此，-140dB的值表示1：10,000,000單位的衰減或1000萬比1的衰減。

在無源衰減器電路中，將輸入值指定為0 dB參考點通常很方便。這意味著無論輸入信號或電壓的實際值是多少，都可以用作比較衰減輸出值的參考值，因此分配0 dB值。這意味著低于該參考點的任何輸出信號電壓值將表示為負dB值（-dB）。

因此，例如-6dB的衰減表明該值比0 dB輸入?yún)⒖贾档? dB。同樣，如果輸出/輸入的比率小于1（單位），例如0.707，則這對應(yīng)于20log（0.707）= -3dB。如果輸出/輸入的比率= 0.5，那么這相當(dāng)于20 log（0.5）= -6 dB，依此類推，可以使用標(biāo)準(zhǔn)的衰減電氣表來保存計算。

無源衰減器示例No1

無源衰減器電路的插入損耗為-32dB，輸出電壓為50mV。什么是輸入電壓的值。

antilog（ log - -1.6 的1 ）為：

然后，如果輸出電壓產(chǎn)生32分貝的衰減，則需要2.0伏的輸入電壓。

衰減器損耗表

dB中的

等等，生成一個具有我們衰減器設(shè)計所需的分貝值的表格。

通過將衰減器插入電路，以分貝表示的電壓，電流或功率的降低稱為插入損耗，最小損耗衰減器設(shè)計匹配不等阻抗的電路。匹配網(wǎng)絡(luò)中的最小損耗。

現(xiàn)在我們知道無源衰減器是如何用來降低或“衰減”信號的功率或電壓電平的，雖然引入很少或沒有失真和插入損耗，但以分貝表示的量，我們可以開始看di可提供不同的衰減器電路設(shè)計。

無源衰減器設(shè)計

電阻分壓電路是最簡單的無源衰減器電路，有許多方法可以在衰減器電路中安排電阻。電位或分壓電路通常稱為“L-pad”衰減器，因為其電路圖類似于反相“L”。

但是還有其他常見類型的衰減器網(wǎng)絡(luò)，如“T-pad”衰減器和“Pi-pad”（π）衰減器取決于您如何將電阻元件連接在一起。這三種常見的衰減器類型如下所示。

衰減器類型

上述衰減器電路設(shè)計可以安排在“平衡”或“不平衡”形式，兩種類型的作用相同。 “T-pad”衰減器的平衡版本稱為“H-pad”衰減器，而“π-pad”衰減器的平衡版本稱為“O-pad”衰減器。還提供橋接T型衰減器。

在不平衡衰減器中，電阻元件僅連接到傳輸線的一側(cè)，而另一側(cè)接地以防止在較高頻率下泄漏。通常，衰減器網(wǎng)絡(luò)的接地側(cè)沒有電阻元件，因此稱為“公共線”。

在平衡衰減器配置中，相同數(shù)量的電阻元件均等地連接到傳輸?shù)拿恳粋?cè)地平線位于由平衡并聯(lián)電阻產(chǎn)生的中心點。通常，平衡和非平衡衰減器網(wǎng)絡(luò)不能連接在一起，因為這導(dǎo)致平衡網(wǎng)絡(luò)的一半通過不平衡配置短路接地。

開關(guān)衰減器

而不是僅僅為了達到所需的衰減程度，可以將一個衰減器連接或級聯(lián)在一起，以增加給定衰減步驟的衰減量。多極旋轉(zhuǎn)開關(guān)，搖臂開關(guān)或聯(lián)動按鈕開關(guān)也可用于以1dB至100dB或更高的任何所需順序連接或旁路各個固定衰減器網(wǎng)絡(luò)，從而易于設(shè)計和構(gòu)建開關(guān)衰減器網(wǎng)絡(luò)，也稱為作為步進衰減器。通過切換適當(dāng)?shù)乃p器，衰減可以固定的步長增加或減少，如下所示。

開關(guān)衰減器

這里，有四個獨立的電阻衰減器網(wǎng)絡(luò)在一個串聯(lián)梯形網(wǎng)絡(luò)中級聯(lián)在一起，每個衰減器的值是其前身的兩倍（1-2-4-8）。每個衰減器網(wǎng)絡(luò)可以按照相關(guān)開關(guān)的要求切換到信號路徑的“入”或“出”，產(chǎn)生一個步進調(diào)整衰減器電路，該電路可以1dB的步長從0dB切換到-15dB。

因此，電路提供的總衰減量將是切換為“IN”的所有四個衰減器網(wǎng)絡(luò)的總和。因此，例如-5dB的衰減將需要連接開關(guān) SW1 和 SW3 ，并且-12dB的衰減將需要開關(guān) SW3 和 SW4 要連接，依此類推。

衰減器摘要

衰減器是四在沒有使信號波形失真的情況下降低信號幅度或功率的終端設(shè)備，衰減器會引入一定量的損耗。

衰減器網(wǎng)絡(luò)插在源和負載電路之間將源信號的幅度減小到適合負載的已知量。

衰減器可以在已知的衰減步驟中固定，完全可變或可變，-0.5dB，-1dB， - 10dB等

衰減器可以是對稱的或不對稱的，可以是平衡的或不平衡的。

固定衰減器也稱為“墊“習(xí)慣于”匹配“不等的阻礙ces。

衰減器實際上與放大器相反。放大器提供增益，而衰減器提供損耗或增益小于1（單位）。

衰減器通常是由簡單的分壓器網(wǎng)絡(luò)制成的無源器件。不同電阻之間的切換產(chǎn)生可調(diào)節(jié)的階梯式衰減器和使用電位器連續(xù)可調(diào)的衰減器。

為了簡化衰減器的設(shè)計，“K”（用于常數(shù)）值可以使用。此“K”值是與給定的dB衰減值對應(yīng)的電壓，電流或功率之比，如下所示：

我們可以為不同的衰減量產(chǎn)生一組稱為“K”值的常數(shù)值，如下表所示。

衰減器損耗表

依此類推，生成一個包含“K”值的表正如我們所要求的那樣。

固定值衰減器，稱為“衰減器墊”，主要用于射頻（ Rf ）傳輸線，以降低電壓，耗散功率或改善阻抗matchi各種不匹配電路之間的接地。

前置放大器或音頻功率放大器中的線路電平衰減器可以像0.5瓦電位器一樣簡單，或者用于降低音頻信號幅度的分壓器L-pad在它到達揚聲器之前，減小輸出音量。

在測量信號時，使用高功率衰減器墊將信號幅度降低一個已知量，以便進行測量或保護測量設(shè)備從高信號水平可能會損害它。

在下一個關(guān)于衰減器的教程中，我們將看一下通常稱為“L型”或“L-pad”衰減器的最基本類型的電阻衰減器網(wǎng)絡(luò)，它可以使用兩個電阻元件。 “L-pad”衰減器電路也可用作電壓或分壓器電路。