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功率衰减器基础知识

发布时间:2018/02/28 浏览次数:215
一、功率衰减器原理:
功率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。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。功率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。
二、功率衰减器技术指标:
功率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。一般以所引入衰减的分贝数及其特性阻衰减器抗的欧姆数来标明。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。
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。
三、功率衰减器的基本构成
构成射频/微波功率衰减器的基本材料是电阻性材料。通常的电阻是衰减器的一大功率衰减器种基本形式,由此形成的电阻衰减器网络就是集总参数衰减器。通过一定的工艺把电阻材料放置到不同波段的射频/微波电路结构中就形成了相应频率的衰减器。如果是大功率衰减器,体积肯定要加大,关键就是散热设计。随着现代电子技术的发展,在许多场合要用到快速调整衰减器。这种衰减器通常有两种实现方式,一是半导体小功率快调衰减器,如PIN管或FET单片集成衰减器;二是开关控制的电阻衰减网络,开关可以是电子开关,也可以是射频继电器。
四、功率衰减器的主要用途
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。
五、功率衰减器的相关参数:
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。可用倍数或同轴衰减器分贝数来表达。
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20℃,输入功率降到10mW时,衰减器的其它指标不应该发生变化。