T型网络衰减电路

T型电阻衰减电路一．性能指标:《设计一个T-40db0-50MHZ《2》设计一个T型网络衰减电路要求衰减倍数-60db频率要求在低频范围内（低于200khz）二．方案论证：在无线系统测试中常常需要对从一个设备到另一个设备的信号进行衰减。例如，射频发射机测试中，涉及的功率等级常常从几瓦到几百瓦甚至上千瓦，这么大功率的信号必须得经过衰减以后才可以连接到大部分的测试设备中，否则会对测试设备有损害。一种叫做衰减器的简单电路常常能用来减少信号幅度，而且衰减器不但可以把信号电压衰减到一定值还可以对阻抗值进行变换。实现此功能的电路常常被称作π或T大部分测试设备常常具有特定的输入阻抗。比如，许多的无线通信测试设备的特性阻抗为50Ω而视频设备的特性阻抗为，而TT络采用电阻并联后分压的方式，也可以避免使用大电阻分压对衰减网络的性能产生影响；另外，T型电阻衰减网络设计简单，易于计算，所以在电阻分压时经常被使用。方案一高频T型电阻衰减网络-40dB,输入输出阻抗为与外部仪器阻抗匹配，因为要测试比较高的频率（0--50MHZ，用普通的示波器和信号发生器与电路的连接线会对测试结果（pf50Ω50Ω，所以限制了T方案二低频T型电阻衰减网络首先该方案是实现更高的衰减倍数，因为该方法电阻的取值不三.系统硬件电路设计<1>T型衰减网络设计TTR=RIT型网络的输出阻抗一致，即RL=Ro,电路图如下所示1由阻抗关系可得RIR1R3//(R2Ro) （1）RoR2R3//(R1RI) 又根据电路输入电压和输出电压关系可得(RI

UI)R2Uo-UIRIR1 （3）RI R3 RI RI由（3）关系式可推出UoRI

2RIUI

-------------------------------(4)( RIRo UI RI Uo2 1Ro UI2UoUo 2RIUI

（5）R2( UI RI Uo2 1Ro UI2UoR3 2RIR3 RI Uo2 1Ro UI2<2>T型衰减网络设计1设计的电路图适用于所有TR1=R2该T型电阻衰减网络就变成对称T型衰减网络，其电路图如下所示2由阻抗关系可得RoRIR1R2//(R1RI) 又根据电路输入电压和输出电压关系可得(RI

UI)Uo-UIRIR1 （8）RI R2 RI RI由（8）关系式可推出Uo UoUI

1-------------------------------(9)1R2Ro

Uo2UIUo2 1UI2

-----------------------------------------------------(10)<3>高频T型电阻衰减网络设计由上可以知道，要设置输入阻抗RI=R’=50Ω，(R’为信号源内Ro//RL+R4=50Ω频线匹配）为了方便计算，这里我们取Ro=50，则RL=Ro=50Ω（载与输出阻抗匹配，可推出R4=2Ω3先已知RI=Ro=5ΩAu1=-40db可推出R1=R2=49.01ΩR3=1Ω<4>低频T型电阻衰减网络设计低频T型电阻衰减网络中，虽然不用设置射频线阻抗匹配，但1所示。这里我设RI=RL=1k,由性能指标可知，Au2=-60db,(4)(5)(6)可推出R1=R2=998ΩR3=2Ω四．系统调试和分析电路仿真高频T型电阻衰减网络10V（20V）,1kHZ、1MHZ、50MHZ的交流信号上图为仿真出来的输出波形（输入为绿色，输出为黄色的频率为1khz,1Mhz,50Mhz,峰峰值为输出波形的峰峰值为基本无偏差.由上可知知道，该T型分压衰减网络可以实现在0-50MHZ频率范围内,实现对信号衰减-40db.低频T型电阻衰减网络下图是输入幅值为10V（峰峰值20V）, 频率为50KHZ,300KHZ,1MHZ的交流信号

1kHZ，上图为仿真出来的输出波形（输入为绿色，输出为黄色0—1Mhz范围内,输出波形的峰峰值均值为20mv.该T0-1MHZ围内,-60db.<2>实物电路图及结果分析T型电阻衰减网络下图是输入一个峰峰值为2.5V，频率分别为100hz10khz、1Mhz、20Mhz50Mhz80Mhz的正弦波，通过T如下所示UI=2.5V频T型电阻衰减网络后，输出波形的峰峰值为25.8mv、25.6mv25.2mv25.8mv26.4mv2mv则输入电压峰峰值Uo25.825.625.425.226.427.025.9mV6衰减倍数AU1

U 20log[ O]20log(UI (2 2(2 2)2

)38db输入功率PI1

0.016WRI 8(2 2(2 2)2输出功率Po1

25.9mV25.9mV 0.0017mWRo 8 0.0017mW说明该高频T型电阻衰减网络可以在0—50Mhz频率范围内衰减-38db,且衰减倍数无明显变化，在误差范围内满足实验要求。另外，在测试高频T型电阻衰减网络时，用的示波器型号是DS2202T型电阻衰减网络100hz10khz50khz100khz200khzT型衰减网络，其输出波形如下所示0—200kHZ，输入电压峰峰值UI=20V，经过该低频T27.4mv27.0mv26.0mv、26.2mv、27.0mv范围内，无失真，变化幅度小于2mv则输出电压为Uo=Uo

27.427.026.026.227.026.72mV5衰减倍数AU2

20log[Uo]20log(26.72mV)57.5dbUI (2 2(2 2)2输入功率PI2

V V20 20 RI (2 2(2 2)2输出功率Po2

25.9mV25.9mV 0.0089mW 0.0089mW说明该高频T型电阻衰减网络可以在0—200Khz频率范围内衰减-57.5db,由于输入输出电阻匹配度不够，误差较大，但仍大致达到实验要求。五．遇到的问题及解决方案1、在测试过程中，用普通的示波器和信号发生器连接线在测试T200Ω答;因为信号发生器连接线可以等效成几十pf的电容与电路的输入阻抗形成低通滤波，所以会衰减，计算如下：等效电容大致取值为C’=50pf,输入阻抗RI=200Ω形成低通滤波的截止频率为fo 1 1

15MHZ2RIC' 2510112103所以说信号在十几兆会产生明显的衰减为什么阻抗不匹配在高频信号中会反射，什么是反射？型与入射信号幅值之比，其大小为：(Z2-Z1)/(Z2+Z1)。Z1域的特性阻抗，Z2是第二个区域的特性阻抗。当信号从第一个区域传输到第二个区域时，交界处发生阻抗突变，因而形成反射aT型网络的输出端并联一个负载，右边是一个Z1=50Ω阻抗为Z2=RL//Ro=25Ω，由于Z1Z2,现反射现象反射系数=(Z2-Z1)/(Z2+Z1)=（50-25）/(50+25)=33.2%输入电压为1.25V则电压反射量=1.25*33%=0.41图a 图b射频线的工作特性如下：R1=50ΩR2Vo1匹配阻抗R1 R2射频线

Vo2方案改进0-50MHZ-40db,十．实验总结与提高《1》实验中存在的不足之处方案一衰减倍数不够大，方案二带宽不够实验结果误差较大方案设计时只采用了对称T型网络，未采用非对称T型网络《2》实验注意事项TPCB距离要短，减少弯曲在设计电路时，尽量选择阻值较小的电阻，否则会产生噪声等用射频线时，要保证射频