最新T型网络衰减电路
T型网络衰减电路
T型电阻衰减电路
一．性能指标:
《1》设计一个T型电阻衰减电路
要求衰减倍数-40db
在0-50MHZ频率范围内衰减倍数基本不变
《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型或T型衰减网络
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50 ?而视频设备的特
性阻抗为75?，而T型电阻衰减网络可以根据实际要求
随意设置输入阻抗，可以实现阻抗匹配问题；而且T型网
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
题目要求设置衰减增益为-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产
生很大影响（如普通的信号源连接线会等效为几十pf的
电容，与电路中的电阻构成一个频率较高的低通滤波，会
在频率高时对电路产生衰减作用），因此要用到射频头和
射频线。因为射频线的特性阻抗是50Ω，所以射频线特两
端的电阻阻值必须为50Ω，所以限制了T型网络的输入输
出阻抗，从而限制了衰减倍数。所以说要实现更高频率的
衰减，就不能实现更大的衰减。
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
不受限制，可以任意设置衰减倍数。然而电路中就不能用射
频线，
因此在高频信号时，由于普通信号线存在有等效电容，会在
高频信号时对信号衰减，所以说此方案只使用于低频信号。三. 系统硬件电路设计
<1> 普通的T型衰减网络设计
在设计T型电阻网络衰减时，为了保证衰减倍数能够在理论计算值误差范围内，必须要考虑阻抗匹配，即上一级的输出阻抗要和T型网络的输入阻抗要一致，即R’=RI，下一级的输入阻抗要和T 型网络的输出阻抗一致，即RL=Ro,电路图如下所示
图1
由阻抗关系可得
)o
2
//(
3
1R
R
R
R
RI+
+
=-------------------------------------------（1）
)I
1
//(
3
2
o R
R
R
R
R+
+
=--------------------------------------------（2）又根据电路输入电压和输出电压关系可得
RI
R1
RI
UI
-
2
)
3
1
(
+
?
=
?
+
?
+
Uo
R
RI
UI
R
UI
RI
R
RI----------------------（3）
由（1）（2）（3）关系式可推出
RI
UI
Uo
Ro
RI
UI
Uo
RI
UI
Uo
Ro
RI
R-
-
?
?
-
?
=
1
2
)1
(
1
2
2
-------------------------------(4)
o
1
2
)1
(
2
2
2
R
UI
Uo
Ro
RI
UI
Uo
RI
UI
Uo
R-
-
?
?
?
-
=------------------------------------（5）
1
2
3
2
2
-
?
?
?
=
UI
Uo
Ro
RI
UI
Uo
RI
R-----------------------------------------------------(6) <2> 对称T型衰减网络设计
图1设计的电路图适用于所有T型电阻衰减网络，若当R1=R2时，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
图2
由阻抗关系可得
)I
1
//(
2
1
RI
o R
R
R
R
R+
+
=
=--------------------------------------------（7）
又根据电路输入电压和输出电压关系可得
RI
R1
RI
UI
-
1
)
2
1
(
+
?
=
?
+
?
+
Uo
R
RI
UI
R
UI
RI
R
RI----------------------（8）
由（7）（8）关系式可推出
111+-?=UI
Uo UI Uo Ro R -------------------------------(9) 12o 22
2-?=UI Uo UI
Uo R R -----------------------------------------------------(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
部固定阻抗，与输入阻抗匹配)，要设置Ro//RL+R4=50Ω,（实现与射频线匹配）为了方便计算，这里我们取Ro=50，则RL=Ro=50Ω（负载与输出阻抗匹配），可推出R4=25Ω
图3
先已知RI=Ro=50Ω，衰减倍数Au1=-40db,由公式（4）（5）
（6）
可推出
R1=R2=49.01Ω
R3=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，但仍然需要设置输入输出阻抗匹配，如图1所示。这里我设RI=RL=1k, 由性能指标可知，Au2=-60db,可根据公式(4)(5)(6)可推出
R1=R2=998Ω
R3=2Ω
四．系统调试和分析
<1>电路仿真
1.高频T型电阻衰减网络
下图是输入幅值为10V（峰峰值20V）, 频率分别为1kHZ、
1MHZ、50MHZ的交流信号