衰减器的用途与制作
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衰减器的用途与制作
有没有搞错啊!如果闲着没事,做个信号放大器不好吗,干嘛把信号衰减掉?如果您是这样想的话,请花几分钟的时间看看衰减器的用途,您会发现衰减器也是个好用的小装置。
1.寻找信号源:
在猎狐(ARDF)的时候虽然会利用指向性天线来寻找信号的来源,但是在接近信号源的时候,由于信号相当强,所以不管如何转动天线,接收机上的信号强度表仍然是满刻度,于是就无法判别信号的来源。这个时候就要用衰减器将信号衰减到可以在信号强度表上看得出强弱变化,才能更进一步的判断信号来源。
2.量测天线辐射场型:
这和找信号源是一体两面的用途。一般人拥有信号产生器或是超小功率的发射机的状况并不普遍,而量测天线的辐射场型必须要量测直接波,也就是说待测天线和接收天线不能相隔太远,因此常常会使得场强表显示信号满档而无法看出辐射场型,所以就要在场强表上接上衰减器使得可以在场强表上看出信号的强弱变化。
3.标定信号强度:
简单型的信号产生器通常只产生固定位准的信号,因此就建立好几组衰减器来达到不同输出位准的目的。同理,如果已知输入接收机的信号位准,则可以使用衰减器来标定接收机信号强度表的刻度。
4.避免接收机的前级过载失真:
一般的短波收音机为了携带的方便性大多使用伸缩天线来接收信号,所以都把前级信号放大器的增益做得很大来提高接收灵敏度,但是如果您将短波收音机接上室外天线又收听到信号很强的电台,往往会使得前级放大器过载而失真,这时候就要接上衰减器来改善这个效果(当然您也可以换上烂一点的天线来解决这个问题,但是太麻烦了)。
5.避免信号强的CW信号被NB抑制:
NB(Noise Blanker)本来就是用来抑制突波型式的信号(例如火星塞点火造成的噪声),如果接收环境存在有这种噪声,通常我们就会一直开启NB这个功能。但是这个时候收到太强CW的信号就会陷入两难的局面:因为CW也算是突波型式的信号,所以太强的CW信号一样会被NB抑制而失真,如果把NB关掉又会听批批啪啪的噪声。于是利用衰减器适度的将信号减弱而不至于被NB抑制失真,这样就可以听到清脆悦耳的CW信号。
6.提高动态:
天线上的自由电子因为温度的关系本来就会有杂散的运动,这会造成沙沙的声音,也就是white noise。加上衰减器可以把沙沙声减小,使得接收到的信号更加悦耳(当然这个信号不能太微弱)。
7.提高选择性:
实际的原理我并不清楚,但实际的接收经验显示的确有这样的效果。例如新竹的新声电台频率为99.3MHz,台北爱乐为99.7MHz,ICRT为100.1MHz,若在新竹使用室外天线收听台北爱乐会受到ICRT及新声电台严重的干扰,完全无法听到台北爱乐的声音,但是加上衰减器之后就可以听到台北爱乐的声音(虽然信号品质不是很好,但是可读性没有问题)。
以上,第三点到第七点谈的不仅是衰减器的用途,同时也是接收信号的技巧,如果接收机有调整接收增益的功能,那么适当的降低接收增益的效果的效果会比接上衰减器好。
基本的衰减器有两种型式:Pi形和T形,如下图所示。下表所列是常用的数值。
Resistor Value(ohms)of Resistive Attenuators for50Ohm Load
Pi Type T Type Pi Type T Type
dB Att R1R2R1R2dB Att R1R2R1R2
1870.0 5.8 2.9433.31766.4173.437.614.4
2436.011.6 5.7215.21864.4195.438.812.8
3292.011.68.5141.91962.6220.040.011.4
4221.023.811.3104.82061.0247.541.010.0
5178.630.414.082.22159.7278.241.89.0
6150.537.316.666.92258.6312.742.68.0
7130.744.819.055.82357.6351.943.47.1
8116.052.821.547.32456.7394.644.06.3
9105.061.623.840.62556.0443.144.75.6
1096.271.226.035.03053.2789.747.03.2
1189.281.628.030.63551.81405.448.21.8
1283.593.230.026.84051.02500.049.01.0
1378.8106.031.723.54550.54446.049.40.56
1474.9120.333.320.85050.37905.649.70.32
1571.6136.135.018.45550.214058.049.80.18
1668.8153.836.316.26050.125000.049.90.10
实际应用上,制做数个衰减器串连起来,然后使用开关来切换最为方便实用,如下图就是串连数级Pi形衰减器的方法。
上图,从Att1、Att2到Att n每一级都是一个独立的Pi形衰减器,可以依照自己的需求制造每一级的衰减量,可以串接好几级达到分段衰减的效果,每一级的开关都可以独立控制该级衰减器要by pass或是将信号衰减,因为每一级衰减器都是对称的结构,天线的接头不分input或output,都可以使用。
制作需求:
1.如果要做信号的精确量测,则电阻要用无感电阻,如果只是单纯拿来衰减信号,买
一般的电阻即可。
2.开关用双刀双投的开关,用摇头开关或滑动开关都可以,以耐用及方便操作为原则。
3.各段接线要尽可能缩短。
4.理论上,各级之间要用金属屏隔开,以免信号感应而达不到原先想要的衰减量,这
种状况在高衰减量的衰减器会比较严重。但如果制作不易或不需要非常精确的衰减量,把中间的金属屏忽略掉也没关系。但最外面一定要有金属屏蔽。
5.一般来说,电阻使用1/4W即可,除非你的衰减器是用来衰减高功率的射频信号,
这时候就要使用大功率电阻。千万不要使用大于衰减器可以承受的功率进行发射,否则会把电阻烧坏掉。