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衰减器简介

2019/9/12 9:57:58
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  衰减器是在指定的频率范围内,一种用以引入一预定衰减的电路,把大电压信号衰减到一定的比例倍数(一般指功率衰减),达到安全或理想的电平值,方便测试工作,尤其在射频和微波中运用广泛。一般以所引入衰减的分贝数及其特性阻抗的欧姆数来标明。


  在有线电视系统里广泛使用衰减器以便满足多端口对电平的要求。如放大器的输入端、输出端电平的控制、分支衰减量的控制。衰减器有无源衰减器和有源衰减器两种。有源衰减器与其他热敏元件相配合组成可变衰减器,装置在放大器内用于自动增益或斜率控制电路中。无源衰减器有固定衰减器和可调衰减器。


衰减器的功能

1、控制功率电平:在微波超外差接收机中对本振输出功率进行控制,获得光敏衰减器最佳噪声系数和变频损耗,达到最佳接收效果。在微波接收机中,实现自动增益控制,改善动态范围。


2、去耦元件:作为振荡器与负载之间的去耦合元件。


3、相对标准:作为比较功率电平的相对标准。


4、 用于雷达抗干扰中的跳变衰减器:是一种衰减量能突变的可变衰减器,平时不引入衰减,遇到外界干扰时,突然加大衰减。从微波网络观点看,衰减器是一个二端口有耗微波网络。它属于通过型微波元件。


衰减器广泛用于电子设备中,主要用途是:

(1)调整电路中信号的大小。

(2)在比较电路中,可以直接读取被测网络的衰减值。

(3)改善阻抗匹配。 如果某些电路需要相对稳定的负载阻抗,则可以在电路和实际负载阻抗之间插入衰减器,以缓冲阻抗的变化。


衰减器选择

衰减器用来对信号功率进行有效降低控制, 以满足系统要求。 主要应用区域: 有源设备输入功率控制。主机设备输出功率控制。 天线发射功率控制。 衰减器的产品种类 衰减器的分类主要是根据衰减度的不同和功率容量的不同。


技术指标

1、工作频带

功率衰减器的工作频带是指在给定频率范围内使用衰减器,衰减器才能达到指标值。由于射频/微波数字衰减器结构与频率有关,不同频段的元器件,结构不同,也不能通用。现代同轴结构的衰减器使用的工作频带相当宽,设计或使用中要加以注意。


2、衰减量

无论形成功率衰减的机理和具体结构如何,总是可以用下图所示的两端口网络来描述衰减器。信号输入端的功率为P1,而输出端得功率为P2,衰减器的功率衰减量为A(dB)。若P1 、P2 以分贝毫瓦(dBm)表示,则两端功率间的关系为  P2(dBm)= P1(dBm)- A(dB)  可以看出,衰减量描述功率通过衰减器后功率的变小程度。衰减量的大小由构成衰减器的材料和结构确定。衰减量用分贝作单位,便于整机指标计算。


3、功率容量

功率衰减器是一种能量消耗元件,功率消耗后变成热量。可以想象,材料结构确定后,衰减器的功率容量就确定了。如果让衰减器承受的功率超过这个极限值,衰减器就会被烧毁。设计和使用时,必须明确功率容量。


4、回波损耗

回波损耗就是功率衰减器的驻波比,要求衰减器两端的输入输出驻波比应尽可能小。我们希望的衰减器是一个功率消耗元件,不能对两端电路有影响,也就是说,与两端电路都是匹配的。设计衰减器时要考虑这一因素。


5、功率系数

当输入功率从10mW变化到额定功率时,衰减量的变化系数表示为dB/(dB*W)。衰减量的变化值的具体算法是将系数乘以总衰减量功率(W)。如:一个功率容量50W,标称衰减量为40dB的衰减器的功率系数为0.001dB/(dB*W),意味着输入功率从10mW加到50W时,其衰减量会变化0.001*40*50=2dB之多。


相关参数

1)衰减: 用于描述传输过程中从一端到另一端的信号减少的量值。可用倍数或分贝数来表达。


2)VSWR: 等于特性阻抗与连接在传输线输出端的负载阻抗的比值。


3)最大平均功率: 在衰减器输出端接特性阻抗时,在指定的最高工作温度上可长期加到衰减器输入端的最大功率。当工作温度降至20ºC,输入功率降到10mW时,衰减器的其它指标不应该发生变化。


4)插入损耗的功率系数: 当输入功率从10mW到额定功率时,插入损耗的变化值(dB)。


5)最大峰值功率: 在衰减器输出端接特性阻抗时,在指定的最高工作温度上,在指定的时间内,加到衰减器输入端的5ms脉冲宽度最大峰值功率。当工作温度降至20ºC,输入功率降到10mW时,衰减器的其它指标不应该发生变化。


6)温度系数: 在最大工作温度范围内插入损耗的最大变化,用dB/ºC表示。


7)冲击和振动: 衰减器必须承受三个方向的冲击和振动试验。


8)插入损耗的频率响应: 在20ºC时,整个频率范围内损耗值的变化量(dB)。


9)工作温度上限: 衰减器工作在最大输入功率时的最高温度(ºC)。


10)标称插入损耗的偏差:在20ºC,输入功率10mW时测得的插入损耗和标称值的偏差。


11)接头寿命: 正常连接/断开的次数;在规定的寿命内所有的电气和机械指标应该满足指标要求。


12)互调失真:互调失真由杂散信号组成,它是由于器件中的非线性因素而产生的。尤其需要关注的是三阶互调失真,因为三阶互调产物最大而且不可被滤除。三阶互调电平的测试方法是将二个等幅的纯净信号(f1和f2)注入到被测器件中,三阶互调将出现在输出频谱的2f1-f2和2f2-f1处。三阶互调产物由相对于f1或f2的大小来定义,由-dBc来表示。

 


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