電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/李寧遠(yuǎn)）作為一種提供衰減的電氣元器件，衰減器廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備中。比較官方的定義是，在指定的頻率范圍內(nèi)，一種用以引入一預(yù)定衰減的電路。其能力一般以所引入衰減的分貝數(shù)及其特性阻抗的歐姆數(shù)進(jìn)行標(biāo)明。



無(wú)源與有源衰減器

衰減器主要可分為無(wú)源衰減器和有源衰減器兩種，無(wú)源衰減器還可以繼續(xù)細(xì)分為固定衰減器和可調(diào)衰減器，而有源衰減器一般與熱敏元件配合使用，以構(gòu)成可變衰減器，裝置在放大器內(nèi)用于自動(dòng)增益或斜率控制電路中。

無(wú)源衰減器的主要架構(gòu)是使用無(wú)源電阻網(wǎng)絡(luò)配合電感實(shí)現(xiàn)，無(wú)源衰減器可以表現(xiàn)出很好的線(xiàn)性度并且通常來(lái)說(shuō)功耗較低。但是無(wú)源器件不可避免地存在插入損耗較大的問(wèn)題，而且依賴(lài)于電感進(jìn)行電路的匹配。

有源衰減器電路的構(gòu)成為可變?cè)鲆娣糯笃?/u>或可編程增益放大器。有源結(jié)構(gòu)天生就具有更高的增益和更低的插入損耗，這也意味著有源衰減器能獲得相比無(wú)源衰減器更大的衰減范圍。但它也有自身的劣勢(shì)，從結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，有源產(chǎn)生的附加相移會(huì)比無(wú)源結(jié)構(gòu)大，并且在線(xiàn)性程度上不如后者好。

如果從衰減電平可不可變來(lái)看，可變衰減器還能繼續(xù)分類(lèi)，一是采用模擬控制技術(shù)的電壓可變衰減器，一是采用數(shù)字控制技術(shù)的數(shù)字步進(jìn)衰減器。電壓可變衰減器顧名思義可以持續(xù)調(diào)節(jié)衰減電平。這種模擬衰減器通常用于自動(dòng)增益控制電路、校準(zhǔn)校正，或者其他需要平穩(wěn)控制信號(hào)的處理。數(shù)字衰減器按照預(yù)先設(shè)置的衰減步長(zhǎng)調(diào)節(jié)信號(hào)強(qiáng)度，能在較為復(fù)雜的RF設(shè)計(jì)中能保持不錯(cuò)的功能完整性。

衰減器的應(yīng)用

衰減器由電位器組成在調(diào)試中及電平調(diào)整中使用，這要求衰減器的輸入、輸出阻抗應(yīng)和接口端匹配。另外，雖然衰減器的衰減量應(yīng)和頻率無(wú)關(guān)，但前提是衰減器在頻率范圍內(nèi)，也就是頻率特性要滿(mǎn)足應(yīng)用的系統(tǒng)頻率范圍要求。所以應(yīng)用系統(tǒng)的頻率范圍不同，衰減器的形式也不盡相同。

一個(gè)很典型的應(yīng)用就是相控陣系統(tǒng)中調(diào)幅需要用到衰減器。在毫米波逐漸興起的今天，相控陣系統(tǒng)幫助毫米波解決了很多頻段帶來(lái)的困難。在相控陣的收發(fā)組件中，衰減器用來(lái)補(bǔ)償增益，補(bǔ)償由于移相器移相帶來(lái)的幅度誤差，這就需要衰減器能夠提供比較小的附件相移。

另一方面，衰減器在相控陣系統(tǒng)中還能用來(lái)控制天線(xiàn)幅度。衰減器抑制相控陣天線(xiàn)的波束旁瓣，讓相控陣系統(tǒng)能夠獲得更低的旁瓣電平，實(shí)現(xiàn)更好的定向性。所以通常在這種應(yīng)用里，附件相移較大的有源衰減器并不吃香。這種系統(tǒng)需要衰減器有著高的步進(jìn)精度和小的附加相移，才能幫助系統(tǒng)減小追蹤誤差和校準(zhǔn)難度。

應(yīng)用衰減器的基本原則

衰減部分自然是衰減器的主要組成，通常它包含一條與地串聯(lián)或并聯(lián)電阻的線(xiàn)路。目前最常見(jiàn)的是Π型衰減器和T型衰減器，這兩種類(lèi)型相對(duì)簡(jiǎn)單。電壓可變衰減器通常選擇這種配置，晶體管元件工作在非線(xiàn)性電阻區(qū)，利用基本元件的電阻特性，通過(guò)改變控制電壓來(lái)調(diào)節(jié)所需的衰減電平。像橋接T型衰減器、反射型衰減器的設(shè)計(jì)就更復(fù)雜一些，但是復(fù)雜的設(shè)計(jì)能帶來(lái)更多的優(yōu)勢(shì)，比如反射型能提供更寬動(dòng)態(tài)范圍，平衡型能提供出色的VSWR和功率處理能力。

功率處理能力很關(guān)鍵，為了衰減器能夠安全地處理所需功率，在使用中需要選擇功率容量高于所需功率的衰減器。特別需要注意的是，如果是高溫環(huán)境下的應(yīng)用，需要處理好衰減器的散熱問(wèn)題，最好使用散熱性能更好的衰減器，否則散熱引起的功率容量變化可能讓衰減器超出它可承受的功率范圍。

阻抗匹配是同樣最基本的原則，不進(jìn)行阻抗匹配會(huì)形成駐波或反射，影響測(cè)量精度。

小結(jié)

衰減器這種元器件可以起到很多作用，它既能調(diào)整電路中信號(hào)的大小，又能在測(cè)量電路中讀取被測(cè)網(wǎng)絡(luò)的衰減值。它還能改善阻抗匹配，夠緩沖阻抗的變化。運(yùn)用衰減器，可以在很多終端應(yīng)用設(shè)計(jì)中實(shí)施多種校準(zhǔn)技術(shù)。