在開發電子電路時，通常需要解決放大信號的問題——增加它們的幅度或功率。但有些情況下，需要信號電平，相反，減弱。而這項任務並不像乍看起來那麼簡單。
什麼是衰減器及其工作原理
衰減器是一種裝置，用於在不扭曲其形狀的情況下有意且通常地降低輸入信號的幅度或功率。
射頻範圍內使用的衰減器的工作原理 - 帶有電阻或電容的分壓器.輸入信號與電阻成比例地分佈在電阻之間。最簡單的解決方案是兩個電阻的分壓器。這樣的衰減器稱為L型（國外技術文獻中稱為L型）。這種不平衡設備的任何一側都可以用作輸入和輸出。G 衰減器的一個特點是匹配輸入和輸出時的低損耗。
衰減器的類型
在實踐中，G 衰減器並不經常使用——主要是為了匹配輸入和輸出電阻。 P 型器件（在外國文獻中 Pi - 來自拉丁字母 π）和 T 型器件更廣泛地用於信號的歸一化衰減。此原理允許您創建具有相同輸入和輸出阻抗的設備（但如有必要，您可以使用不同的設備）。
該圖顯示了不平衡的設備。源和負載必須通過不平衡線連接到它們 - 同軸電纜等。從任何方向。
對於平衡線路（雙絞線等），使用平衡電路 - 它們有時稱為 H 型和 O 型衰減器，儘管這些只是以前設備的變體。
通過添加一（兩個）電阻，衰減器 T- (H-) 類型轉換為橋式。
衰減器由工業以帶有連接器的完整設備的形式生產，但它們也可以作為通用電路的一部分製作在印刷電路板上。電阻式和電容式衰減器有一個重要的優點 - 它們不包含非線性元件，不會使信號失真，也不會導致頻譜中出現新的諧波和現有諧波的消失。
除了電阻式，還有其他類型的衰減器。廣泛應用於工業技術：
- 極限和偏振衰減器——基於波導的設計特性；
- 吸收衰減器 - 信號衰減會導致特殊選擇的材料吸收功率；
- 光衰減器；
這些類型的設備用於微波技術和光頻率範圍內。在低頻和射頻下，使用基於電阻器和電容器的衰減器。
主要特徵
決定衰減器性能的主要參數是衰減係數。它以分貝為單位。要了解信號幅度在通過衰減電路後下降了多少倍，需要重新計算從分貝到倍的係數。在將信號幅度降低 N 分貝的設備的輸出端，電壓將減少 M 倍：
M=10(ñ/20) （對於功率 - M = 10(ñ/10)) .
逆向計算：
N=20⋅log10(M) (對於功率 N=10⋅log10(M))。
因此，對於具有 Kosl \u003d -3 dB 的衰減器（係數始終為負，因為該值始終減小），輸出信號的幅度將與原始信號相比為 0.708。如果輸出幅度比原始幅度小兩倍，則 Kosl 大約等於 -6 dB。
心算公式比較複雜，最好用網上計算器，網上有很多。
對於可調節設備（階梯式或平滑式），會顯示調節限制。
另一個重要參數是輸入和輸出處的波阻抗（阻抗）（它們可以相同）。這種電阻與駐波比 (SWR) 等特性相關 - 它通常在工業產品上顯示。對於純電阻負載，該係數由以下公式計算：
- 如果 ρ>R，則 SWR=ρ/R，其中 R 是負載電阻，ρ 是線路的波阻抗。
- 如果 ρ<R，則 SWR = R/ρ。
SWR 始終大於或等於 1。如果 R=ρ，則所有功率都傳輸到負載。這些值相差越大，損失越大。因此，當 SWR = 1.2 時，99% 的功率將到達負載，而 SWR = 3 - 已經是 75%。將 75 歐姆衰減器連接到 50 歐姆電纜（反之亦然）時，SWR = 1.5，損耗為 4%。
其他需要提及的重要功能：
- 工作頻率範圍；
- 最大功率。
同樣重要的是精度等參數 - 它表示衰減與標稱值的允許偏差。對於工業衰減器，特性適用於外殼。
在某些情況下，設備的功率很重要。尚未到達消費者的能量由衰減器元件耗散，因此防止過載至關重要。
各種設計的阻性衰減器的主要特性都有計算公式，但比較繁瑣且包含對數。因此，要使用它們，您至少需要一個計算器。因此，對於自我計算，使用特殊程序（包括在線）更方便。
可調衰減器
衰減係數和 SWR 受組成衰減器的所有元素的值的影響，因此創建基於 電阻器 參數的平滑調節是困難的。通過改變衰減，需要調整 SWR，反之亦然。這些問題可以通過使用增益小於 1 的放大器來解決。
此類設備建立在晶體管或 歐，但存在線性問題。創建一個在寬頻率範圍內不會使波形失真的放大器並不容易。逐步調節的應用更為廣泛 - 衰減器串聯，它們的弱化被累加。那些需要的電路被分流（繼電器觸點 ETC）。因此在不改變波阻的情況下獲得了所需的衰減係數。
有一些基於寬帶變壓器（SHPT）的平滑調整信號衰減裝置的設計。在對輸入和輸出匹配要求較低的情況下，它們被用於業餘通信技術。
通過改變幾何尺寸來實現建立在波導上的衰減器的平滑調諧。光衰減器也採用平滑衰減控制生產，但此類設備的設計相當複雜，因為它們包含透鏡、濾光片等系統。
應用領域
如果衰減器具有不同的輸入和輸出電阻，那麼，它除了具有衰減功能外，還可以充當匹配器件。所以，如果你需要連接75歐和50歐的電纜，你可以在它們之間放一個適當計算的，再加上歸一化的衰減，你也可以校正匹配度。
在接收設備中，衰減器用於避免輸入電路因強大的雜散輻射而過載。在某些情況下，衰減干擾信號，即使是弱信號，也可以通過降低互調干擾水平來提高接收質量。
在測量技術中，衰減器可用作去耦 - 它們減少負載對參考信號源的影響。光衰減器廣泛用於測試光纖通信線路的收發器設備。在他們的幫助下，模擬了真實線路中的衰減，並確定了穩定通信的條件和邊界。
在音頻技術中，衰減器用作功率控制設備。與電位器不同，它們以更少的功率損耗做到這一點。在這裡更容易確保平滑調整，因為波阻並不重要——只有衰減很重要。在有線電視網絡中，衰減器消除了電視輸入的過載，讓您無論接收條件如何都能保持傳輸質量。
衰減器不是最複雜的器件，它在射頻電路中的應用最為廣泛，可讓您解決各種問題。在微波和光頻率下，這些設備的製造方式不同，它們是複雜的工業單元。
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