引言

在無線系統(tǒng)測試中常常需要對從一個設(shè)備到另一個設(shè)備的信號進行衰減。例如，射頻發(fā)射機測試中，涉及 的功率等級常常從幾瓦到幾百瓦甚至上千瓦，這么大功率的信號必須得經(jīng)過衰減以后才可以連接到大部分 的測試設(shè)備中，否則會對測試設(shè)備有損害。一種叫做衰減器的簡單電路常常能用來減少信號幅度，而且衰 減器不但可以把信號電壓衰減到一定值還可以對阻抗值進行變換。實現(xiàn)此功能的電路常常被稱作π型或 T 型衰減網(wǎng)絡(luò)。

理論分析

大部分測試設(shè)備常常具有特定的輸入阻抗。比如，許多的無線通信測試設(shè)備的特性阻抗為 50 Ω 而視頻設(shè) 備的特性阻抗為 75Ω。我們可以通過在輸入端簡單的串聯(lián)一個電阻來實現(xiàn)對信號的衰減，如圖 1 所示，R 用來衰減進入設(shè)備的信號電壓，但是它導(dǎo)致從源端看進去的輸入阻抗為R_I=50Ω+R

這種結(jié)果常常是我們不希望的，因為它會導(dǎo)致信號不匹配。

如圖 2 所示電路可以在不改變等效阻抗的前提下實現(xiàn)對信號電壓的衰減，圖中增加的兩個電阻可以保持等 效電阻不變。所以此電路被稱為 T 型電阻網(wǎng)絡(luò)。

另一種電路拓撲如圖 3 所示，其因像字母π所以被稱作π型網(wǎng)絡(luò)，它與Τ型網(wǎng)絡(luò)一樣可以實現(xiàn)信號衰減并 保持輸入阻抗不變。

以圖 2 為例對 T 型網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計公式進行推導(dǎo): 首先因為從輸入端看進去的輸入電阻應(yīng)該等于 Ro，所以可得

又根據(jù)電路輸入電壓和輸出電壓的關(guān)系可得：

聯(lián)立方程①和②，可解得：

同理，可得圖 3 所示 π型網(wǎng)絡(luò)的計算公式為：

應(yīng)用舉例：
我們以特性阻抗為 50Ω，信號衰減 20dB 為例，設(shè)計 T 型衰減網(wǎng)絡(luò)。 可得

非對稱網(wǎng)絡(luò)： 上面所示的無論是T 型還是π型網(wǎng)絡(luò)都是對稱的，即網(wǎng)絡(luò)中有兩個電阻相等。這種網(wǎng)絡(luò)由于其對稱性，其 只能應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)兩端阻抗相等的情況下，所以有一定的局限性。下面推導(dǎo)非對稱T 型網(wǎng)絡(luò)的計算公式。

圖5：非對稱T 型網(wǎng)絡(luò)

首先由電壓相互關(guān)系可得：

由阻抗關(guān)系可得：

⑤⑥⑦聯(lián)立求解可得：

非對稱網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用舉例：
我們同樣用上一個例子，輸入輸出特性阻抗為 50Ω，信號衰減 20dB 為例，設(shè)計非對稱T 型衰減網(wǎng)絡(luò)。

同理