T-pad衰減器是一個衰減器網絡,由三個連接在一起形成“T”配置的無感電阻元件組成(因此得名)。
雖然不常見,但這種“T”(T形)配置也可以被認為是Y形“Y”衰減器配置。與以前的L-pad衰減器不同,它具有不同的電阻值,從任一端觀察衰減器使其不對稱,T-pad衰減器在其設計中是對稱的。
電阻元件的形成字母“T”形意味著T-pad衰減器從任一端看具有相同的電阻值。這種形成使“T-pad衰減器”成為一個完美對稱的衰減器,使其輸入和輸出端子能夠如圖所示進行轉換。
基本T-pad衰減器電路
我們可以看到T-pad衰減器在其設計中從兩端看是對稱的,這種類型的衰減器設計可用于阻抗匹配相等或不相等的傳輸線。通常,電阻器 R1 和 R2 具有相同的值,但是當設計為在不等阻抗的電路之間工作時,這兩個電阻器可以具有不同的值。在這種情況下,T-pad衰減器通常被稱為“錐形衰減器”。
但在我們更詳細地研究T-pad衰減器之前,我們首先需要理解用于計算衰減器阻抗的“K因子”的使用,這可以使數學和我們的生活減少更容易。
衰減器“K”因子
“K”因子,也稱為“阻抗因子”,通常與衰減器一起使用,以簡化復雜衰減器電路的設計過程。該“K”因子或值是對應于給定衰減值的電壓,電流或功率的比率。 “K”的一般公式如下:
換句話說,電壓比,Kv是給定為:Vin / Vout = 10 dB / 20 ,電流比Ki給出為:Iin / Iout = 10 dB / 20 ,功率比Kp給出如下:Pin / Pout = 10 dB / 10 。
例如,電壓衰減“K”值> 6dB 將 10 (6/20) = 1.9953 , 18dB 的衰減將 10 (18/20) = 7.9433 ,依此類推。但是,每次我們想要設計新的衰減器電路時,我們都不能計算“K”值,而是可以生成“K”因子表,用于計算衰減器損耗,如下所示。
衰減器丟失表
等等,產生一個衰減損耗表,其分貝值與我們的衰減器設計一樣多。
具有等阻抗的T-pad衰減器
我們已經說過了以前,T-pad衰減器是對稱衰減器設計,其輸入和輸出端子可以相互轉換。這使得T-pad衰減器非常適合插入兩個相等的阻抗( Z S = Z L )以降低信號電平。
在這種情況下,選擇三個電阻元件以確保輸入阻抗和輸出阻抗匹配構成衰減器網絡一部分的負載阻抗。由于T-pad的輸入和輸出阻抗設計為與負載完美匹配,因此該值稱為對稱T-pad網絡的“特征阻抗”。
然后,用于計算用于任何所需衰減的阻抗匹配的T-pad衰減器電路的電阻值的公式如下:
T-pad衰減器方程
其中: K 是上表中的阻抗系數, Z 是源/負載阻抗。
T-pad衰減器示例No1
需要T-pad衰減器將音頻信號電平降低18dB,同時匹配阻抗。 600Ω網絡。計算所需三個電阻的值。
然后電阻 R1 和 R2 等于466Ω,電阻 R3 等于154Ω,或者最接近的優先值。
與以前一樣,我們可以為構建50Ω,75Ω或600Ω對稱T-pad衰減器電路所需的串聯和并聯阻抗值生成標準表,因為這些值始終為無論應用如何都一樣。電阻的計算值 R1 , R2 和 R3 如下所示。
注意,由于電路所需的衰減量會增加 R1 和<的串聯阻抗值span> R2 也會增加,而并聯旁路阻抗值 R3 會降低。這是在相等阻抗之間使用的對稱T-pad衰減器電路的特性。
具有不等阻抗的T-pad衰減器
以及使用T-pad衰減器降低信號電平在阻抗相等的電路中,我們也可以將它用于不等阻抗之間的阻抗匹配( Z S ≠Z L )。當用于阻抗匹配時,T-pad衰減器稱為Taper Pad衰減器。然而,為此,我們需要稍微修改先前的等式,以考慮衰減器電路上的源和負載阻抗的不等負載。新方程變為。
不等阻抗的錐形衰減器方程
其中: K 是上表中的阻抗系數, Z 1 更大源/負載阻抗和 Z 2 是源/負載阻抗中較小的一個。
T-pad衰減器示例No2
需要連接負載阻抗為50Ω的錐形衰減器,將音頻信號電平從75Ω的阻抗源降低18dB。計算所需三個電阻的值。
然后: Z 1 =75Ω(最大阻抗), Z 2 =50Ω(最小阻抗)和 K = 18dB = 7.9433 來自上表。
因此電阻 R1 等于15.67Ω,電阻 R2 等于62Ω且電阻 R3 等于36Ω,或最接近的首選值。
對于在其設計中具有電感和電容等無功元件的T-pad衰減器, EEWeb有一個免費的在線T-pad衰減工具,用于計算所需頻率下的元件值。
平衡T衰減器
平衡T-pad衰減器或者Balanced-T衰減器簡稱,使用兩個T-pad衰減器電路連接在一起形成一個平衡的鏡像網絡,如下所示。
平衡T衰減器電路
平衡T衰減器也稱為H-pad衰減器因為布局它的電阻元件形成字母“H”的形狀,因此它們的名字是“H-pad衰減器”。平衡T電路的電阻值首先計算為與以前相同的不平衡T-pad配置,但這次每條腿的電阻系列值減半(除以2),以提供任意一側的鏡像地面。中心并聯電阻的總計算電阻值保持相同的值,但分為兩個,中心接地,產生平衡電路。
使用上述計算值表示非平衡T型墊衰減器給出所有四個串聯電阻和并聯分流電阻的串聯電阻 R1 = R2 =466Ω÷2 =233Ω, R3 =154Ω與以前相同,這些值可以是使用以下修正方程計算平衡-T衰減器。
平衡-T衰減器方程
T-pad衰減器摘要
T-pad衰減器是一種對稱衰減器網絡,可用于具有相等或不等阻抗的傳輸線電路。由于T-pad衰減器在設計上是對稱的,因此可以在任一方向上連接,使其成為雙向電路。
T衰減器的主要特征之一是分流臂(并聯)隨著衰減的增加,阻抗變小。用作阻抗匹配電路的T-pad衰減器通常稱為“錐形衰減器”。
我們已經看到T-pad衰減器可以是不平衡或平衡電阻網絡。固定值不平衡T型墊衰減器是最常見的,一般用于射頻和電視同軸電纜傳輸線的一側是線路接地。
平衡T型衰減器也稱為H-pad衰減器由于其設計和結構。 H-pad衰減器主要用于使用平衡或雙絞線布線的數據傳輸線。
在下一個關于衰減器的教程中,我們將看另一種類型的T-pad衰減器設計稱為Bridged-T衰減器,它在串聯線路中使用額外的電阻元件。
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