简单的无源衰减器

衰减器与放大器相反，因为它们会降低增益，而电阻分压器电路是典型的衰减器。给定网络中的衰减量由以下比率确定：输出/输入。例如，如果电路的输入电压为 1 伏 (1V)，输出电压为 1 毫伏 (1mV)，则衰减量为 1mV/1V，等于 0.001 或减少 1,000 分之一。

然而，使用电压、电流甚至功率比来确定或表达电阻衰减器网络可能具有的衰减量（称为衰减系数）可能会令人困惑，因此对于无源衰减器，其衰减程度通常使用对数来表示以分贝( dB )为单位给出的标度使得处理如此小的数字变得更容易。

衰减程度

衰减器的性能用输入信号每十倍频程（或倍频程）降低的分贝数来表示。分贝，缩写为“dB”，通常定义为电压、电流或功率比的对数或“log”度量，代表贝尔 (B) 的十分之一 1/10。换句话说，1 贝尔需要 10 分贝。然后根据定义，输入信号 (Vin) 和输出信号 (Vout) 之间的比率以分贝为单位给出：

分贝衰减

请注意，分贝 ( dB ) 是对数比，因此没有单位。因此，-140dB 的值代表 1:10,000,000 单位的衰减或 1000 万比 1 的比率。

在无源衰减器电路中，将输入值指定为 0 dB 参考点通常很方便。这意味着无论输入信号或电压的实际值是多少，都会用作与衰减输出值进行比较的参考，因此分配为 0 dB 值。这意味着低于该参考点的任何输出信号电压值都将表示为负 dB 值 ( -dB )。

例如，-6dB 的衰减表示该值比 0 dB 输入参考低 6 dB。同样，如果输出/输入之比小于 1（单位），例如 0.707，则这对应于 20 log(0.707) = -3dB。如果输出/输入之比 = 0.5，则这对应于 20 log(0.5) = -6 dB，依此类推，并可使用标准电气衰减表来节省计算。

无源衰减器示例 1

无源衰减器电路的插入损耗为-32dB，输出电压为50mV。输入电压的值是多少。

无源衰减器计算

-1.6的反对数 ( log -1 )给出如下：

衰减反对数

那么如果输出电压产生32分贝的衰减，则需要2.0伏的输入电压。

衰减器损耗表

输出电压/输入电压10.70710.50.250.1250.06250.031250.015630.00781

记录

值20日志

(1)20log
(0.7071)20log
(0.5)20log
(0.25)20log
(0.125)20log
(0.0625)20log
(0.03125)20log
(0.01563)20log
(0.00781)

以 dB 为单位0-3分贝-6分贝-12分贝-18分贝-24分贝-30分贝-36分贝-42分贝

依此类推，生成一个包含衰减器设计所需的分贝值的表格。

通过将衰减器插入电路而导致的电压、电流或功率的降低（以分贝表示）称为插入损耗，损耗衰减器设计将不等阻抗的电路与匹配网络中的损耗化相匹配。

现在我们知道什么是无源衰减器，它如何用于降低或“衰减”信号的功率或电压电平，同时引入很少或不引入失真和插入损耗（以分贝表示的量），我们可以开始查看可用的不同衰减器电路设计。

无源衰减器设计

在衰减器电路中可以采用多种方式布置电阻器，其中分压器电路是简单的无源衰减器电路类型。电位或分压器电路通常被称为“L-pad”衰减器，因为其电路图类似于倒“L”的电路图。

但还有其他常见类型的衰减器网络，例如“T-pad”衰减器和“Pi-pad”(π) 衰减器，具体取决于电阻组件的连接方式。这三种常见的衰减器类型如下所示。

衰减器类型

无源衰减器类型

上述衰减器电路设计可以布置为“平衡”或“不平衡”形式，两种类型的作用相同。 “T-pad”衰减器的平衡版本称为“H-pad”衰减器，而“π-pad”衰减器的平衡版本称为“O-pad”衰减器。还提供桥接 T 型衰减器。

在不平衡衰减器中，电阻元件仅连接到传输线的一侧，而另一侧接地以防止较高频率下的泄漏。通常衰减器网络的接地侧没有电阻元件，因此被称为“公共线”。

在平衡衰减器配置中，相同数量的电阻元件均等地连接到传输线的每一侧，接地位于平衡并联电阻创建的中心点。通常，平衡和不平衡衰减器网络不能连接在一起，因为这会导致平衡网络的一半通过不平衡配置短路接地。