关键词: 衰减 阻抗匹配 π型 T型
1 概述
射频功率衰减器广泛用于电子仪器的测量、电磁兼容测试、以及测量仪器内部的衰减,等等,其性能的好坏直接影响测试的准确度和测量仪器的精度。因此,设计一个精密优良的射频功率衰减器对无线电测量具有重要意义。
2 电路形式
射频功率衰减器一般采用电阻元件,有两种主要电路形式:π型和T型。如图1所示:

图1 射频功率衰减器电路类型
对射频功率衰减器而言,一般不需要进行阻抗变换,即:输入阻抗和输出阻抗相等,电路呈对称形式,所以不管是π型电路,还是T型电路,R2和R3取相同的阻值。
3 基本要求
射频功率衰减器必须遵循以下两条基本原则:
3.1 阻抗匹配
射频功率衰减器要对信号功率进行准确衰减必须阻抗匹配,不然就会形成驻波或反射,影响测量准确度。对衰减器输入而言,输入阻抗要与信号源的输出阻抗匹配;对衰减器输出而言,输出阻抗要与负载阻抗匹配。由于射频功率衰减器一般不需要进行阻抗变换,所以,输入阻抗、输出阻抗、负载阻抗和信号源输出阻抗都相等。
3.2 衰减量符合要求
电压衰减20lgAT=20lg(Vin/Vout) (dB) 或功率衰减10lgATP=10lg(Pin/Pout) (dB) 符合所要求的衰减值,因为功率P=V2/R , 由于输入阻抗等于输出阻抗,所以,
10lgATP=10lg(Pin/Pout)=10lg(Vin
2/Vout
2)=20lg(Vin/Vout)=20lgAT,因此电压衰减的分贝数(dB)与功率衰减的分贝数(dB)是一致的。根据衰减的分贝数(dB)可求出电压衰减的倍数AT。
4 电路分析计算
4.1 π型衰减器的计算
设信号源的输出阻抗和负载阻抗均为R0,电压衰减倍数为AT=Vin/Vout,Vin和Vout分别为衰减器的输入电压和输出电压,R2=R3=R,如图2所示:

虚线框内是为了计算方便虚加的。这样已知R0和AT,要确定R1和R的值。根据阻抗匹配条件,从Vin往右看对地阻抗等于信号源的输出阻抗R0,即:

所以π型电路的计算公式为: