作者:Mark Blackwood, Pasternack无源组件产品经理
衰减器是一种电气元件,设计用于降低通过该元件的信号的振幅,而不显著降低该信号的完整性。它们被用于射频和光学应用。射频衰减器一般用于电子电路,而光学衰减器则用于光纤。基本上有六种不同的射频设计:固定,步进,连续可变,可编程,直流偏置和直流阻塞。
衰减器需要考虑的关键参数包括以分贝(dB)、频率范围(MHz)、功率处理(W)和阻抗(欧姆)测量的衰减。
固定衰减器
衰减器通常由一个电阻网络组成,允许热量以一定的速率消散。有一些基本的布局-“T”配置,“L”配置和“pi”配置。这些已建立的布局已经设置了方程和电阻值,可以用于在一个频率范围内产生特性阻抗(Z0),也被称为不对称电路的不平衡衰减器。平衡或对称电路版本的“T”型衰减器,称为“H”配置,而平衡版本的Pi型衰减器,称为“O”配置。
固定衰减器是由这些电阻网络设定在一个固定不变的衰减量。它们被放置在信号路径中以降低传输功率。它们可以是表面安装型、波导型或同轴型。根据应用的不同,衰减器可以是定向的,也可以是双向的。一个信号只能在一个方向衰减器中从输入到输出,并且可以在双向衰减器中双向传播。对于基于芯片的衰减器,电阻是通过沉积在热传导基板上的各种材料来开发的,根据工艺(厚膜或薄膜)的物理尺寸和使用的材料都会产生一个特定的电阻值。还可以通过设置电阻棒和电阻盘的组合来实现连续可变衰减器电阻;不过,很多都是用芯片制造的。
步进衰减器
阶梯衰减器基本上是固定的衰减器,因为它们仍然是由各种电阻网络组成的无源元件,以产生特定的衰减。衰减值可以根据手动按钮或旋转开关的旋转来选择。步进衰减器与可变衰减器不同,只能根据预先分配的步进产生衰减值。例如,一个按钮式阶跃衰减器可以从0到45.5 dB,并且,根据按钮的排列,可以以0.5 dB的增量增加。
连续可变衰减器
连续可变衰减器可以手动调整,以产生任何衰减值在指定的范围和分辨率。在有源连续可变衰减器中,固定衰减器和阶梯衰减器中的电阻网络被固态元件如金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)或PIN二极管所取代。与无源电阻网络相比,通过控制FET上的电压或二极管上的电流,可以以更高的分辨率改变特定的衰减。衰减可以手动或电子控制与电机保持一个特定的衰减。
可编程衰减器
可编程衰减器,也称为数字步进衰减器,是由外部电压控制的元件。这种外部控制通常是由计算机驱动的。它们通常由晶体管-晶体管逻辑(TTL)输入控制,步长通常为1、2、4、8、16和32。当施加在特定衰减器上的电压小于1 V时,TTL控制衰减器的逻辑电平为“0”,当施加在特定衰减器上的电压通常为3 V或更高时,逻辑电平为“1”。这些逻辑电平控制单极双掷(SPDT)开关,将各种衰减器连接在信号路径上,产生理想的衰减。在可编程衰减器领域,也有USB控制的设计,以简化从衰减器到计算机的匹配。通常,它们与已建立的软件打包,以便随时能够控制设备。
直流通过衰减器
直流偏置衰减器也称为直流偏置通过衰减器,通过直流同时也衰减射频信号。衰减器的输入和输出通常有一个电容,阻止直流通过它,但允许射频信号通过-直流信号绕过衰减器通过另一条路径到输出。
直流屏蔽衰减器
直流阻塞衰减器与直流偏置设计相似,它们阻塞直流信号;不同之处在于,直流电源完全被阻断了,没有一个出口通向组件的输出。直流电块可以与中心导体串联,也称为“内直流电块”,它也可以与外部导体串联,也称为“外直流电块”。也有直流阻塞衰减器与内部和外部直流块。
波导衰减器
波导衰减器将衰减波导系统中的射频信号;这通常是通过在波导中心粘贴一个电阻薄膜来实现的。连续可变波导衰减器通常使用一个螺丝来将电阻材料从波导壁的一侧调整到中心;在这种情况下,电阻材料的形状产生衰减的线性变化。一些波导设计允许用户使用刻度盘手动输入一个值,以获得特定的衰减。这简化了过程,省去了在连续可变波导衰减器中调整螺钉的步骤,并不得不测量衰减,直到达到所需的值。
光衰减器
光衰减器衰减的是光波而不是电子波,所以这个衰减器通常作为吸收或消散光的组件。与射频设计类似,有几种专门为应用而设计的光学设计。固定光衰减器通常利用掺杂光纤或偏移接头来分散光。可变光衰减器类似于射频可变衰减器和可编程步进衰减器,因为它们可以手动或电子控制来产生特定的衰减。
(引用和资源)
1.http://www.radio-electronics.com/info/rf-technology-design/attenuators/rf-attenuators-basics-tutorial.php
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9.https://www.equipland.com/objects/catalog/product/extras/6234_Jdsu%20Attenuator.pdf
10.http://www.electronics-tutorials.ws/attenuators/attenuator.html
11.http://www.pasternack.com/attenuators-category.aspx
12.http://www.rfwireless-world.com/Terminology/waveguide-microwave-attenuator.html
《华盛顿邮报》常见问题:衰减器是什么?第一次出现在连接器技巧.
了下:连接器技巧,技术+产品








