Типы постоянных аттенюаторов

April 22, 2010 by admin Комментировать »

В постоянных, или фиксированных, аттенюаторах использу­ются постоянные (нерегулируемые) резисторы. Такие аттенюа­торы бывают двух типов: асимметричные и симметричные. У асимметричных постоянных аттенюаторов импедансы на вхо­де и выходе разной величины. Поэтому их используют для це­лей согласования импедансов, а также для создания некоторо­го ослабления сигналов. Симметричные постоянные аттенюато­ры имеют одинаковые импедансы на входе и выходе и включа­ются между двумя устройствами с равными импедансами. Асимметричный и симметричный аттенюаторы могут быть не­сбалансированными (одна линия заземлена, а другая — нет) или сбалансированными (обе линии не заземлены) (см. рис. 5.5 и относящийся к нему текст).

5.12. Г-образный постоянный аттенюатор

На рис. 5.10, а показана исходная схема Г-образного посто­янного аттенюатора. Такой асимметричный аттенюатор исполь­зуется для согласования импеданса источника сигналов с импе­дансом нагрузочного элемента. Аттенюатор этого типа известен также как аттенюатор с минимальными потерями, поскольку он при выполнении функции согласования импедансов вносит ми­нимум потерь.

clip_image001

Рис. 5.11. Сбалансированный аттенюатор с минимальными потерями и мно­госекционный аттенюатор.

При соответствующем выборе номиналов резисторов Ri и R2 выходной импеданс Z1 будет согласован с импедансом подклю­чаемой к нему цепи. Аналогично входной импеданс Z2 окажет­ся согласованным с эквивалентным сопротивлением питающего источника. Предположим, что источник с выходным импедан­сом Z1 = 50 Ом должен быть согласован с устройством, импеданс которого Z2 = 300 Ом. Приме-рные номиналы резисторов R-, и R2 должны быть такими, как указано на рис. 5.10,6. При таком условии источник с выходным импедансом Zi = 50 Ом «питает» шунтирующий резистор Ri = 5Q Ом, параллельно которому вклю­чены последовательно соединенные R2 = 27Q Ом и Z2 = 300 Ом.

По закону Кирхгофа сопротивление R1|| (R2 + Z2)=Z1 = 50 Ом, благодаря чему обеспечивается удовлетворительное согласова­ние импеданса Z1 с сопротивлением подключаемой цепи. В то же время относительно входного импеданса Z2 = 300 Ом включена цепь, состоящая из резистора R2 = 270 Ом, последовательно с которым соединена параллельная ветвь из сопротивления Zi = 50 Ом и резистора Ri = 56 Ом (рис. 5.10, в). Общее сопро­тивление этой цепи составит приблизительно 295 Ом, что доста­точно близко к значению Z2 = 300 Ом для соответствующего согласования импедансов (при использовании резисторов стан­дартных номиналов). Полная схема согласования импедансов показана на рис. 5.10, г.

Между резисторами аттенюатора и импедансами Zi и Z2 устройств, изображенными на рис. 5.10, выполняются соотно­шения

clip_image003

Если Zi меньше Z2, то из (5.32) и (5.33) получаем

clip_image005

Если величина R1 известна, то легко находится R2:

clip_image007

Если же Ri и R2 неизвестны, их значения можно найти из формул (5.32) и (5.33).

На практике в качестве Ri и R2 используются резисторы стандартных номиналов, наиболее близких к расчетным значе­ниям.

На рис. 5.11 изображена сбалансированная схема Г-образно-го аттенюатора. Схему такой конфигурации часто называют U-образным аттенюатором. В этой схеме номинал каждого по­следовательного резистора составляет половину значения рези­стора в схеме на рис. 5.10, а. Поэтому в качестве сбалансиро­ванного варианта схемы, изображенной на рис. 5.10, г, исполь­зуется схема, показанная на рис. 5.11,6. Если аттенюаторы соединены последовательно (рис. 5.11, в), то полученную систе­му часто называют многосекционным (многозвенным) аттенюа­тором. Затухание, обеспечиваемое аттенюатором, увеличивается пропорционально числу используемых полусекций.

5.13. Т- и Н-образные аттенюаторы

На рис. 5.12, а показан Т-образный аттенюатор. Это симмет­ричный аттенюатор, в котором импеданс устройства на входе совпадает с импедансом устройства на выходе. Единственное назначение такого аттенюатора — ослабление сигнала. По­скольку согласования импедансов не требуется, номиналы ре­зисторов Ri идентичны, а номиналы Ri и R2 выбирают из усло­вия обеспечения требуемой степени ослабления. Аттенюатор, показанный на рис. 5,12, а, является несбалансированным, a сбалансированный вариант Т-образного аттенюатора приведен на рис. 5.12,6. В сбалансированном аттенюаторе вместо рези­сторов R1 используются резисторы R1/2.

clip_image008

Рис. 5.12. Симметричные Т-, Н-, П- и 0-образные аттенюаторы.

Для нахождения величин Ri и R2 следует соотнести их с требуемой степенью ослабления напряжения или тока сигнала. Поэтому уравнения, используемые для определения R1 и R2, включают отношение напряжений v между входом и выходом аттенюатора, выражающее требуемое ослабление. Коэффициент v может быть также получен на основе отношения токов сиг­налов.

Если сигнал с амплитудой напряжения 100 В необходимо ослабить для получения выходного сигнала напряжением 10 В, то отношение напряжений v будет равно 10. В этом случае для Т-образного аттенюатора, показанного на рис. 5.12, справедливы следующие соотношения:

clip_image010

5.14. П- и О-образные аттенюаторы

На рис. 5.12, в показан П-образный симметричный несба­лансированный аттенюатор. Сбалансированный вариант атте­нюатора изображен на рис. 5.12, г; поскольку полученная кон­фигурация схожа с буквой О, такой аттенюатор часто называ­ют О-образным. Так как импедансы на входе и выходе атте­нюатора одинаковы, величины резисторов служат не для согла­сования импедансов, а для обеспечения требуемой степени ос­лабления сигналов. Как и в случае Т-образных аттенюаторов, уравнения для нахождения значений резисторов выражаются через величину v требуемого отношения напряжений:

clip_image012

5.15. Мостовые Т- и Н-образные аттенюаторы

Иногда параллельно последовательным резисторам Т- и Н-образных аттенюаторов включают дополнительный резистор; в этом случае образуется мостовой аттенюатор. Схемы мосто­вых Т- и Н-образных аттенюаторов показаны соответственно на рис. 5.13, а и б. В этих схемах значения R1 и R2 равны импе­дансу Z:

R1 = R2 = Z. (5.41)

Вследствие выбора значений R1 и R2 равными омической вели­чине импеданса Z необходимо рассчитывать лишь номиналы ре­зисторов R3 и R4. Соответствующие формулы для их расчета имеют вид

clip_image014

где смысл и тот же, что и в разд. 5.13.

clip_image015

Рис. 5.13. Мостовые Т- и Н-образные аттенюаторы.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты