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
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
三.<1>R ’=RI 示
由阻抗关系可得
)o 2//(31R R R R RI ++=-------------------------------------------（1） )I 1//(32o 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
R1RI UI -2)31(+⨯=⨯+⨯+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 --⨯⨯-⨯=12)1(122-------------------------------(4) o 12)1(22
2
R UI Uo Ro RI UI Uo RI UI Uo R --⨯⨯⨯-=------------------------------------（5） 2322⨯⨯=Uo RI UI Uo RI R -----------------------------------------------------(6) <2>图1（7） 1o 222
-⨯=UI
Uo UI
R R )
<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>
<1>
1.高频
减-40db.
2.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1kHZ，50KHZ,300KHZ,1MHZ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），输入波形的频率为0—1Mhz 范围内,峰峰值为20V,输出波形的峰峰值均值为20mv
.综上现象可以知道,该T型分压衰减网络可以实现在0-1MHZ频率范围内,实现对信号衰减-60db.
<2>实物电路图及结果分析
1.高频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100hz、10khz、1Mhz、20Mhz、50Mhz、80Mhz
，
2.低频T型电阻衰减网络
下图是输入一个峰峰值为20V，频率分别为100hz、10khz、50khz、100khz、200khz 的正弦波，通过T型衰减网络，其输出波形如下所示
由上可知，频率在0—200kHZ，输入电压峰峰值UI=20V，经过该低频T型电阻衰减网络后，输出波形的峰峰值分别为27.4mv、27.0mv、26.0mv、26.2mv、27.0mv范围内，无失真，变化幅度小于2mv
则输出电压为Uo=mV U 72.2650.272.260.260.274.27o =++++=
衰减倍数db 5.57)2072.26(log 20log[202-===V
mV UI Uo A U 输入功率W V V RI UI PI 05.010*******)22(
22=⨯⨯==Ω 输出功率mW V V Uo Po 0089.0m 9.25m 9.25)22(
22=⨯== 1、抗是答;2.反射是指在电路中由于拐角，过孔，元件引脚，线宽变化，T 型引线等阻抗发生突变，就会有部分信号沿传输线反射回源端。

表征这一现象的最好的量化方法就是使用反射系数，反射系数是指反射信号与入射信号幅值之比，其大小为：(Z2-Z1)/(Z2+Z1)。

Z1是第一个区域的特性阻抗，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
例如，图a 左边是T 型网络的输出端并联一个负载，右边是一个射频线。

设射频
线的特性阻抗为Z1=50Ω，而射频线左边区域的特性阻抗为Z2=RL//Ro=25Ω，由于Z ,阻抗不匹配，所以电路中会出现反射现象
2
1Z
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
-40db,
《1
1.
2.
3.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
(1)在设计高频T型电阻衰减网络PCB时，要保持地的完整性，信号线距离要短，
减少弯曲
(2)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
(3)用射频线时，要保证射频线两侧的特性阻抗阻值相等
《3》心得体会
通过做这次T型衰减网络，我收获颇大，
一．我学会设计非对称和对称型T型网络内部阻值大小；
二．我学会如何设计高频网络的PCB板及要注意的问题，如要在信号线两边过孔，信号线尽量不要弯曲，过孔，要尽量短。