電子回路を開発する場合、通常、信号の増幅の問題を解決する必要があります-それらの振幅または電力を増加させます。ただし、逆に信号レベルを弱める必要がある場合もあります。そして、このタスクは一見したほど単純ではありません。
減衰器とは何ですか？どのように機能しますか
減衰器は、入力信号の形状を歪めることなく、意図的かつ通常どおりに入力信号の振幅または電力を低減するためのデバイスです。
無線周波数範囲で使用される減衰器の動作原理- 抵抗器またはコンデンサーを備えた分圧器。入力信号は、抵抗に比例して抵抗間で分配されます。最も簡単な解決策は、2つの抵抗器の分周器です。このような減衰器はL字型と呼ばれます（外国の技術文献ではL字型）。この不平衡デバイスのどちらの側も、入力と出力として機能できます。G減衰器の特徴は、入力と出力を一致させるときの低レベルの損失です。
減衰器の種類
実際には、G減衰器はそれほど頻繁には使用されません。主に、入力抵抗と出力抵抗を一致させるためです。 Pタイプのデバイス（外国の文献ではPi-ラテン文字のπから）およびTタイプのデバイスは、信号の正規化された減衰のためにはるかに広く使用されています。この原理により、同じ入力インピーダンスと出力インピーダンスを持つデバイスを作成できます（ただし、必要に応じて、異なるデバイスを使用できます）。
この図は、不均衡なデバイスを示しています。ソースと負荷は、不平衡線（同軸ケーブルなど）で接続する必要があります。あらゆる方向から。
平衡線（ツイストペアなど）の場合、平衡回路が使用されます。これらは以前のデバイスの単なるバリエーションですが、H型およびO型減衰器と呼ばれることもあります。
1つ（2つ）の抵抗を追加することにより、減衰器のT-（H-）タイプがブリッジタイプに変換されます。
減衰器は、接続用のコネクタを備えた完全なデバイスの形で業界によって製造されていますが、一般的な回路の一部としてプリント回路基板上に作成することもできます。抵抗性および容量性減衰器には重大な利点があります。非線形要素が含まれていないため、信号が歪まず、スペクトルに新しい高調波が現れたり、既存の高調波が消えたりすることはありません。
抵抗性に加えて、他のタイプの減衰器があります。産業技術で広く使用されています：
- 限界および偏波減衰器-導波路の設計特性に基づく;
- 減衰器の吸収-信号の減衰により、特別に選択された材料による電力吸収が発生します。
- 光減衰器;
これらのタイプのデバイスは、マイクロ波技術と光周波数範囲で使用されます。低周波数と無線周波数では、抵抗とコンデンサに基づく減衰器が使用されます。
主な特徴
減衰器の特性を決定する主なパラメータは、減衰係数です。デシベルで測定されます。減衰回路を通過した後に信号振幅が何回減少するかを理解するには、係数をデシベルから時間に再計算する必要があります。信号振幅をNデシベルだけ減少させるデバイスの出力では、電圧はM分の1になります。
M = 10(N/20) （電力の場合— M = 10(N/10)) .
逆算：
N=20⋅log10（M）（電力N = 10・logの場合10（M））。
したがって、Kosl \ u003d -3 dBの減衰器の場合（値は常に減少するため、係数は常に負になります）、出力信号の振幅は元の信号から0.708になります。また、出力振幅が元の振幅の2分の1である場合、Koslは約-6dBに等しくなります。
暗算の公式は非常に複雑なので、インターネット上に非常に多く存在するオンライン計算機を使用することをお勧めします。
調整可能なデバイス（段階的またはスムーズ）の場合、調整制限が示されます。
もう1つの重要なパラメータは、入力と出力での波動インピーダンス（インピーダンス）です（同じでもかまいません）。この抵抗は、定在波比（SWR）などの特性に関連しています。これは、工業製品でよく示されます。純粋な抵抗負荷の場合、この係数は次の式で計算されます。
- SWR=ρ/R（ρ> Rの場合）。ここで、Rは負荷抵抗、ρはラインの波動インピーダンスです。
- ρ<Rの場合、SWR =R/ρ。
SWRは常に1以上です。R=ρの場合、すべての電力が負荷に転送されます。これらの値が異なるほど、損失は大きくなります。したがって、SWR = 1.2の場合、電力の99％が負荷に到達し、SWR = 3-の場合はすでに75％になります。 75オームの減衰器を50オームのケーブルに接続する場合（またはその逆）、SWR = 1.5であり、損失は4％になります。
言及するその他の重要な機能：
- 動作周波数範囲;
- 最大電力。
また、精度などのパラメータも重要です。これは、公称値からの減衰の許容偏差を意味します。産業用減衰器の場合、特性がケースに適用されます。
場合によっては、デバイスの電力が重要になります。消費者に到達していないエネルギーは減衰器要素によって放散されるため、過負荷を防ぐことが重要です。
さまざまな設計の抵抗性減衰器の主な特性を計算するための式がありますが、それらは面倒であり、対数が含まれています。したがって、それらを使用するには、少なくとも計算機が必要です。したがって、自己計算には、特別なプログラム（オンラインを含む）を使用する方が便利です。
調整可能な減衰器
減衰係数とSWRは、減衰器を構成するすべての要素の値の影響を受けるため、に基づいてデバイスを作成します。 抵抗器 パラメータのスムーズな調整は困難です。減衰を変更することにより、SWRを調整する必要があります。その逆も同様です。このような問題は、ゲインが1未満のアンプを使用することで解決できます。
このようなデバイスは、トランジスタまたは OU、しかし線形性の問題があります。広い周波数範囲で波形を歪まないアンプを作るのは簡単ではありません。段階的調整ははるかに広く使用されています-減衰器は直列に接続され、それらの弱化が加算されます。必要な回路はシャントされます（リレー接点 等）。したがって、波の抵抗を変えることなく、目的の減衰係数が得られます。
ブロードバンドトランス（SHPT）上に構築された、スムーズな調整で信号を減衰させるためのデバイスの設計があります。これらは、入力と出力を一致させるための要件が低い場合に、アマチュア通信技術で使用されます。
導波管上に構築された減衰器のスムーズな調整は、幾何学的寸法を変更することによって実現されます。光減衰器もスムーズな減衰制御で製造されていますが、レンズや光学フィルターなどのシステムが含まれているため、このようなデバイスはかなり複雑な設計になっています。
アプリケーションエリア
減衰器の入力抵抗と出力抵抗が異なる場合は、減衰機能に加えて、マッチングデバイスとして機能することができます。したがって、75オームと50オームのケーブルを接続する必要がある場合は、適切に計算されたケーブルをそれらの間に配置し、正規化された減衰とともに、一致の程度を修正することもできます。
受信機器では、強力なスプリアス放射による入力回路の過負荷を回避するために減衰器が使用されます。場合によっては、干渉信号を減衰させることで、必要な信号が弱い場合でも、相互変調干渉のレベルを下げることで受信品質を向上させることができます。
測定技術では、減衰器をデカップリングとして使用できます。減衰器は、基準信号のソースに対する負荷の影響を低減します。光減衰器は、光ファイバー通信回線用のトランシーバー機器のテストに広く使用されています。彼らの助けを借りて、実数直線の減衰がモデル化され、安定した通信の条件と境界が決定されます。
オーディオ技術では、減衰器が電力制御デバイスとして使用されます。ポテンショメータとは異なり、電力損失が少なくて済みます。ここでは、造波抵抗は重要ではなく、減衰のみが重要であるため、スムーズな調整を保証する方が簡単です。テレビケーブルネットワークでは、減衰器によってTV入力の過負荷が解消され、受信状態に関係なく伝送品質を維持できます。
最も複雑なデバイスではないため、減衰器は無線周波数回路で最も幅広い用途を見つけ、さまざまな問題を解決することができます。マイクロ波と光の周波数では、これらのデバイスは異なる方法で構築され、複雑な産業用ユニットです。
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