감쇠기

감쇠기란 무엇입니까?

감쇠기는 수동 장치입니다. 데시벨과 함께 논의하는 것이 편리합니다. 감쇠기가 약해지거나 감쇠 예를 들어, 민감한 무선 수신기의 안테나 입력과 같은 것에 대해 더 낮은 수준의 신호를 제공하기 위해 신호 발생기의 높은 수준 출력. (아래 그림) 감쇠기는 신호 발생기에 내장되거나 독립형 장치일 수 있습니다. 고정 또는 조정 가능한 감쇠량을 제공할 수 있습니다. 감쇠기 섹션은 또한 소스와 번거로운 부하 사이에 절연을 제공할 수 있습니다.

일정한 임피던스 감쇠기는 소스 임피던스 ZI 및 부하 임피던스 ZO와 일치합니다. 무선 주파수 장비의 경우 Z는 50Ω입니다.

독립형 감쇠기의 경우 위 그림과 같이 신호 경로를 차단하여 신호 소스와 부하 사이에 직렬로 배치해야 합니다. 또한 소스 임피던스 Z와 나 및 부하 임피던스 Z 오 , 지정된 감쇠량을 제공합니다. 이 섹션에서는 소스 및 부하 임피던스가 동일한 특수하고 가장 일반적인 경우만 고려할 것입니다. 이 섹션에서 고려되지 않은, 동일하지 않은 소스 및 부하 임피던스는 감쇠기 섹션에 의해 일치될 수 있습니다. 그러나 공식은 더 복잡합니다.

T 섹션 및 Π 섹션 감쇠기는 일반적인 형태입니다.

일반적인 구성은 T입니다. 그리고 Π 위의 그림에 표시된 네트워크. 아래 그림과 같이 더 약한 신호가 필요한 경우 여러 감쇠기 섹션이 캐스케이드될 수 있습니다.

감쇠기의 데시벨 사용

감쇠기 설계에 사용되는 전압 비율은 종종 데시벨로 표시됩니다. 전압 비는 데시벨 단위의 감쇠에서 파생되어야 합니다. 데시벨로 표시되는 전력비는 가산적입니다. 예를 들어, 10dB 감쇠기에 이어 6dB 감쇠기가 있으면 전체적으로 16dB의 감쇠를 제공합니다.

10dB + 6dB =16dB

사운드 레벨의 변화는 대략 전력비(PI / PO)의 로그에 비례하여 감지할 수 있습니다.

소음 수준 =log10(PI / PO)

1dB의 사운드 레벨 변화는 청자가 거의 감지할 수 없는 반면 2dB는 쉽게 감지할 수 있습니다. 3dB의 감쇠는 전력을 절반으로 줄이는 것에 해당하고 3dB의 이득은 전력 수준의 두 배에 해당합니다. -3dB의 이득은 원래 전력 레벨의 절반에 해당하는 +3dB의 감쇠와 동일합니다.

전력비 측면에서 데시벨의 전력 변화는 다음과 같습니다.

dB =10 log10(PI/PO)

PI에서 부하 RI가 PO(RI =RO)에서 부하 저항 RO와 동일하다고 가정하면 데시벨은 전압 비율(VI/VO) 또는 전류 비율(II/IO)에서 파생될 수 있습니다.

PO =VO IO =VO2 / R =IO2 R PI =VI II =VI2 / R =II2 R dB =10 log10(PI / PO) =10 log10(VI2 / VO2) =20 log10(VI/VO) dB =10 log10(PI/PO) =10 log10(II2/IO2) =20 log10(II/IO)

데시벨 방정식

데시벨 방정식의 가장 자주 사용되는 두 가지 형식은 다음과 같습니다.

dB =10 log10(PI/PO) 또는 dB =20 log10(VI/VO)

우리는 전압 비율이 필요하기 때문에 후자의 형식을 사용할 것입니다. 다시 한 번, 방정식의 전압 비율 형식은 두 개의 해당 저항이 동일한 경우에만 적용할 수 있습니다. 즉, 소스와 부하 저항이 같아야 합니다.

데시벨 방정식을 사용한 예

예: 감쇠기로 들어가는 전력은 10와트이고 출력은 1와트입니다. dB 단위의 감쇠를 찾으십시오.

dB =10 log10(PI/PO) =10 log10(10/1) =10 log10(10) =10(1) =10dB

예: 10dB 감쇠기에 대한 전압 감쇠비(K=(VI / VO))를 찾으십시오.

dB =10=20 log10(VI/VO) 10/20 =log10(VI/VO) 1010/20 =10log10(VI/VO) 3.16 =(VI/VO) =​​AP(비율)

예: 감쇠기로 들어가는 전력은 100밀리와트이고 출력은 1밀리와트입니다. dB 단위의 감쇠를 찾으십시오.

dB =10 log10(PI/PO) =10 log10(100/1) =10 log10(100) =10(2) =20dB

예: 20dB 감쇠기에 대한 전압 감쇠비(K=(VI / VO))를 찾으십시오.

dB =20=20 log10(VI / VO ) 1020/20 =10 log10(VI / VO ) 10 =(VI / VO ) =K

T-섹션 감쇠기

T 및 Π 감쇠기는 Z 소스 및 Z 부하 임피던스. Z -(화살표) 아래 그림에서 감쇠기에서 멀리 가리키는 것은 이것을 나타냅니다. Z -(화살표) 감쇠기를 가리키는 것은 반대쪽 끝에 부하 Z가 있는 감쇠기를 바라보는 임피던스가 Z, 우리의 경우 Z=50Ω임을 나타냅니다. 이 임피던스는 감쇠에 대해 일정합니다(50Ω). 감쇠가 변경될 때 임피던스는 변경되지 않습니다.

아래 그림의 표는 T에 대한 저항 값을 나열합니다. 그리고 Π 무선 주파수 작업의 일반적인 요구 사항과 같이 50Ω 소스/부하와 일치하도록 감쇠기를 사용합니다.

전화 유틸리티 및 기타 오디오 작업은 종종 600Ω에 일치해야 합니다. 모든 R 곱하기 비율(600/50)로 값을 조정하여 600Ω 일치를 수정합니다. 75/50을 곱하면 75Ω 소스 및 부하와 일치하도록 테이블 값이 변환됩니다.

K, 전압 감쇠비 및 ZI =ZO =50Ω이 주어지면 T 섹션 감쇠기 저항에 대한 공식입니다.

감쇠량은 일반적으로 dB(데시벨)로 지정됩니다. 하지만 전압(또는 전류) 비율 K가 필요합니다. 방정식에서 저항 값을 찾습니다. dB/20 참조 10의 거듭제곱 항 전압비 계산을 위한 용어 K dB 이상.

T (그리고 Π 아래 ) 구성은 양방향 일치를 제공하므로 가장 일반적으로 사용됩니다. 즉, 감쇠기 입력 및 출력은 끝과 끝을 교환할 수 있으며 동일한 감쇠를 공급하면서 소스 및 부하 임피던스와 여전히 일치합니다.

소스 연결을 끊고 V에서 오른쪽 보기 나 , 우리는 R의 직렬 병렬 조합을 볼 필요가 있습니다. 1 , R 2 , R 1 , 및 Z Z의 등가 저항처럼 보입니다. 안 , 소스/부하 임피던스 Z와 동일:(Z의 부하가 출력에 연결됩니다.)

ZIN =R1 + (R2 ||(R1 + Z))

예를 들어, R을 50Ω 감쇠기 표의 10dB 값으로 대체합니다. 1 및 R 2 아래 그림과 같이

ZIN =25.97 + (35.14 ||(25.97 + 50)) ZIN =25.97 + (35.14 || 75.97 ) ZIN =25.97 + 24.03 =50

이것은 50Ω 부하가 있는 예제 감쇠기(아래 그림)에서 50Ω을 보고 있음을 보여줍니다.

소스 생성기 교체, 부하 분리 Z V에서 오 , 그리고 왼쪽을 보면 V에서의 임피던스에 대해 위와 동일한 방정식을 제공해야 합니다. 오 , 대칭으로 인해. 또한 3개의 저항은 입력에서 출력으로 필요한 감쇠를 공급하는 값이어야 합니다. 이것은 R에 대한 방정식으로 수행됩니다. 1 및 R 2 위의 T에 적용된 대로 -아래 감쇠기.

PI 섹션 감쇠기

아래 그림의 표는 Π에 대한 저항 값을 나열합니다. 일부 공통 감쇠 수준에서 50Ω 소스/부하와 일치하는 감쇠기. 다른 감쇠 레벨에 해당하는 저항은 방정식에서 계산할 수 있습니다.

K, 전압 감쇠비, ZI =ZO =50Ω이 주어지면 Π-섹션 감쇠기 저항에 대한 공식입니다.

위의 내용은 아래의 π 감쇠기에 적용됩니다.

Π 두 가지 모두에 필요한 저항 값은 무엇입니까? 50Ω 소스 및 부하와 일치하는 10dB 감쇠용 감쇠기?

50Ω 소스와 부하를 일치시키기 위한 10dB Π-섹션 감쇠기의 예.

10dB K=3.16의 전압 감쇠비에 해당 위 표의 마지막 줄 옆에 있습니다. 위 그림의 회로도에 있는 저항으로 해당 라인의 저항 값을 전송합니다.

L-섹션 감쇠기

아래 그림의 표는 L에 대한 저항 값을 나열합니다. 50Ω 소스/부하와 일치하는 감쇠기. 아래 그림의 표에는 대체 형식에 대한 저항 값도 나열되어 있습니다. 저항 값은 동일하지 않습니다.

50Ω 소스 및 부하 임피던스에 대한 L-섹션 감쇠기 표.

위의 내용은 L에 적용됩니다. 아래 감쇠기.

50Ω 소스 및 부하 임피던스에 대한 대체 형식 L-섹션 감쇠기 표.

브리지 T 감쇠기

아래 그림의 표는 브리지된 T에 대한 저항 값을 나열합니다. 50Ω 소스 및 부하를 일치시키는 감쇠기. Bridged-T 감쇠기는 자주 사용되지 않습니다. 왜 안되나요?

브리지 T 감쇠기 섹션에 대한 공식 및 약어 표, Z =50Ω.

계단식 섹션

감쇠기 섹션은 단일 섹션에서 사용할 수 있는 것보다 더 많은 감쇠를 위해 아래 그림과 같이 계단식으로 연결할 수 있습니다. 예를 들어 2개의 10dB 감쇠기를 계단식으로 연결하여 20dB 감쇠를 제공할 수 있으며 dB 값은 가산됩니다. 전압 감쇠비 K 또는 V 나 /V 오 10dB 감쇠기 섹션의 경우 3.16입니다. 두 개의 캐스케이드 섹션에 대한 전압 감쇠 비율은 두 개의 K s 또는 3.16x3.16=10(2개의 계단식 섹션)

계단식 감쇠기 섹션:dB 감쇠는 추가적입니다.

가변 감쇠는 스위치 감쇠기에 의해 개별 단계로 제공될 수 있습니다. 0dB 위치에 표시된 아래 그림의 예는 하나 이상의 섹션을 추가로 전환하여 0~7dB의 감쇠가 가능합니다.

스위칭 감쇠기:감쇠는 개별 단계에서 가변적입니다.

일반적인 다중 섹션 감쇠기는 위의 그림보다 더 많은 섹션을 가지고 있습니다. 위의 3 또는 8dB 섹션을 추가하면 장치가 10dB 이상을 커버할 수 있습니다. 더 낮은 신호 레벨은 10dB 및 20dB 섹션 또는 이진 배수 16dB 섹션을 추가하여 달성됩니다.

RF 감쇠기

무선 주파수(RF) 작업(<1000Mhz)의 경우 최고 주파수에서 더 낮은 신호 수준을 달성하려면 용량성 결합을 방해하기 위해 개별 섹션을 차폐된 구획에 장착해야 합니다. 이전 섹션의 스위치드 감쇠기의 개별 섹션은 차폐 섹션에 장착됩니다. 주파수 범위를 1000Mhz 이상으로 확장하기 위해 추가 조치를 취할 수 있습니다. 여기에는 특수한 형태의 무연 저항 요소로 구성된 구성이 포함됩니다.

저항 막대와 저항 디스크로 구성된 동축 T 섹션 감쇠기가 위 그림에 나와 있습니다. 이 구조는 몇 GHz까지 사용할 수 있습니다. 동축 Π 버전은 아래 그림과 같이 동축 라인의 두 저항 디스크 사이에 하나의 저항 막대를 갖습니다.

표시되지 않은 RF 커넥터는 위의 T 및 Π 감쇠기 끝에 부착됩니다. 커넥터를 사용하면 소스와 부하를 연결하는 것 외에도 개별 감쇠기를 계단식으로 연결할 수 있습니다. 예를 들어, 10dB 감쇠기는 번거로운 신호 소스와 값비싼 스펙트럼 분석기 입력 사이에 배치될 수 있습니다. 감쇠가 필요하지 않더라도 고가의 테스트 장비는 과전압을 감쇠하여 소스로부터 보호됩니다.

요약:감쇠기

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감쇠기 입력 신호를 더 낮은 수준으로 줄입니다.

감쇠량은 데시벨 단위로 지정됩니다. (dB). 데시벨 값은 계단식 감쇠기 섹션에 추가됩니다.

전력비의 dB:dB =10 log10(PI / PO)

dB에서 전압 비율:dB =20 log10(VI / VO)

T 그리고 Π 섹션 감쇠기는 가장 일반적인 회로 구성입니다.

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데시벨 측정 워크시트