アッテネータ

アッテネータとは何ですか？

減衰器は受動装置です。 デシベルと一緒にそれらを議論するのが便利です。 減衰器は、例えば、敏感な無線受信機のアンテナ入力のようなものに低レベルの信号を提供するために、信号発生器の高レベル出力を弱めるか減衰させ （下図）減衰器は、信号発生器に内蔵されているか、またはスタンドアロンデバイスであることができます。 それは減少の固定か調節可能な量を提供できます。 減衰器セクションはまた源と面倒な負荷間の分離を提供できる。

定インピーダンス減衰器は、ソースインピーダンスZIと負荷インピーダンスZOに一致します。 無線周波数機器の場合、Zは50Ωです。

スタンドアロンの減衰器の場合、上の図に示すように信号経路を遮断することにより、信号源と負荷の間に直列に配置する必要があります。 さらに、ソースインピーダンスZIと負荷インピーダンスZOの両方を一致させながら、指定された量の減衰を提供する必要があります。 このセクションでは、ソースインピーダンスと負荷インピーダンスが等しい特殊な、最も一般的なケースのみを検討します。 このセクションでは考慮されていませんが、不等なソースと負荷インピーダンスは減衰器セクションによって一致する可能性があります。 しかし、製剤はより複雑である。

TセクションとΠセクション減衰器は一般的な形式です。

一般的な構成は、上の図に示すTネットワークとΠネットワークです。 下の図のように、より弱い信号が必要な場合には、複数の減衰器セクションがカスケード接続されることがあります。

減衰器のデシベルの使用法

減衰器の設計で使用される電圧比は、多くの場合、デシベルの観点から表現されています。 電圧比は、デシベル単位の減衰から導出する必要があります。 デシベルで表されるパワー比は加法的です。 たとえば、10dBの減衰器の後に6dBの減衰器が続くと、全体で16dBの減衰が得られます。

10dB+6db=16dB

音レベルの変化は、電力比（PI/PO）の対数にほぼ比例して知覚されます。

10dB+6db=16dB

10dB+6db=16dB

10dB+6db=16

サウンドレベル=log10(PI/PO)

サウンドレベルの1dBの変化はリスナーにはほとんど知覚できませんが、2dbは容易に知覚できます。 3dBの減衰は電力を半分に切断することに対応し、3dbのゲインは電力レベルの2倍に対応します。 -3dBのゲインは、+3dBの減衰と同じで、元の電力レベルの半分に相当します。

電力比のデシベル単位の電力変化は次のとおりです。

電力比のデシベル単位の電力変化は次のとおりです:

dB=10log10(PI/PO)

piの負荷RIがPOの負荷抵抗RO(RI=RO)と同じであると仮定すると、デシベルは電圧比(VI/VO)または電流比(II/IO)から導出することができます。

PO=V O IO=VO2/R=IO2R PI=v I II=VI2/R=II2r dB=10log10(PI/PO)=10log10(VI2/vo2)=20log10(VI/vo)db=10Log10(PI/PO)=10log10(ii2/IO2)=20log10(ii/io)

デシベル方程式

デシベル方程式の最も頻繁に使用される二つの形式は次のとおりです:私たちは、電圧比を必要とするので、我々は、後者の形式を使用します。

dB=10log10（PI/PO）またはdB=20log10（VI/VO）

我々は、電圧比を必要とするので、後者の形式を使用します。

繰り返しになりますが、電圧比形式の式は、対応する2つの抵抗が等しい場合にのみ適用されます。 つまり、ソース抵抗と負荷抵抗は等しくする必要があります。

デシベル方程式を使用した例

例：減衰器への電力は10ワット、出力は1ワットです。 減衰量をdB単位で求めます。dB=10log10(PI/PO)=10log10(10/1)=10log10(10) = 10 (1) = 10 dB

例: 10dB減衰器の電圧減衰比(K=(VI/VO))を求めます。dB=10=20log10(VI/VO)10/20=log10(VI/VO)1010/20=10log10(VI/VO)3.16=(VI/VO)=AP(ratio)

例：減衰器への電力は100ミリワットで、電力は1ミリワットです。 減衰量をdB単位で求めます。dB=10log10(PI/PO)=10log10(100/1)=10log10(100) = 10 (2) = 20 例：20dB減衰器の電圧減衰比（K=（VI/VO））を求めます。

dB=20=20log10(VI/VO)1020/20=10log10(VI/VO)10=(VI/VO)=K

Tセクション減衰器

TおよびΣ減衰器は、ZソースおよびZ負荷インピーダンスに接続する必要があります。 下の図の減衰器から離れているZ-（矢印）はこれを示しています。 減衰器に向かって指し示すZ-(矢印)は、反対側の端に負荷Zがある減衰器を見ているインピーダンスがZ、z=50Ωであることを示しています。 このインピーダンスは減衰に対して一定（50Ω）であり、減衰が変化してもインピーダンスは変化しない。下の図の表は、無線周波数の作業で通常必要とされるように、50Ωのソース/負荷に一致するt減衰器とΣ減衰器の抵抗値を示しています。

次の図の表は、50Ωのソース/負荷に一致するt減衰器とΣ減衰器の抵抗値を示しています。

電話ユーティリティやその他のオーディオ作業は、多くの場合、600Ωに一致する必要があります。 すべてのR値に比(600/50)を乗算して、600Ωのマッチングを補正します。 75/50を乗算すると、テーブルの値が75Ωのソースと負荷に一致するように変換されます。

減衰量は、通常、dB(デシベル)で指定されます。 ただし、方程式から抵抗値を見つけるには、電圧（または電流）比Kが必要です。 上記のdBからの電圧比Kを計算するには、10項のべき乗でのdB/20項を参照してください。

t(およびΜ以下)構成は、双方向のマッチングを提供するため、最も一般的に使用されます。 つまり、減衰器の入力と出力は端と端を交換し、同じ減衰を供給しながらソースと負荷のインピーダンスを一致させることができます。

ソースを切断し、VIで右に見ると、r1、R2、R1、Zの直列並列の組み合わせが、ソース/負荷インピーダンスZと同じZINの等価抵抗のように見える必要があります（zの負荷が出力に接続されています。ZIN=R1+(R2||(R1+Z))

たとえば、下の図に示すように、50Ω減衰器テーブルの10dBの値をR1とR2に置き換えます。ZIN=25.97+(35.14|/(25.97+50))ZIN=25.97+(35.14||75.97)ZIN=25.97+24.03=50

これは、50Ωの負荷を持つ減衰器の例（下図）を右に見て50Ωを見ることを示しています。

ソースジェネレータを交換し、voで負荷Zを切断し、左を見ると、対称性のためにVOでのインピーダンスについて上記と同じ式が得られます。 さらに、3つの抵抗は、入力から出力に必要な減衰を供給する値でなければなりません。 これは、下のT減衰器に適用される上記のR1とR2の式によって達成されます。

PI-section attenuator

下の図の表は、いくつかの一般的な減衰レベルで50Ωのソース/負荷に一致するΣ減衰器の抵抗値を示しています。 他の減衰レベルに対応する抵抗は、方程式から計算することができる。

上記は、以下のπ減衰器に適用されます。

50Ωのソースと負荷に一致する10dBの減衰に対するΣ減衰器の両方には、どのような抵抗値が必要ですか？

50Ωのソースと負荷をマッチングするための10dB Λセクション減衰器の例。10dBは、上記の表の最後の行の次のK=3.16の電圧減衰比に対応します。 そのラインの抵抗値を上の図の回路図の抵抗に転送します。

Lセクション減衰器

下の図の表は、50Ωのソース/負荷に一致するL減衰器の抵抗値を示しています。 次の図の表は、代替形式の抵抗値も示しています。 抵抗値は同じではないことに注意してください。

50Ωのソースおよび負荷インピーダンスのLセクション減衰器のテーブル。

上記は、以下のL減衰器に適用されます。

50Ωのソースおよび負荷インピーダンス用の代替フォームLセクション減衰器テーブル。

ブリッジT減衰器

下の図の表は、50Ωのソースと負荷に一致するブリッジT減衰器の抵抗値を示しています。 Bridged-T減衰器はあまり使用されません。 なぜいけないか。

ブリッジT減衰器セクションの式と省略表、Z=50Ω。

カスケードセクション

減衰器セクションは、単一のセクションから利用可能なよりも多くの減衰のために下の図のようにカスケードする 例えば、２つの１ ０ｄｂ減衰器をカスケード接続して、２ ０ｄＢの減衰を提供することができ、ｄＢ値は加法的である。 10dBの減衰器セクションの電圧減衰比KまたはVI/VOは3.16です。 カスケード接続された2つのセクションの電圧減衰比は、2つのKsの積、または2つのカスケード接続されたセクションの3.16×3.16=10です。

カスケード減衰器セクション：dB減衰は加法的です。可変減衰は、スイッチされた減衰器によって離散ステップで提供することができます。

可変減衰は、スイッチされた減衰器によ 下の図の例では、0dBの位置に示されていますが、1つまたは複数のセクションを加算的に切り替えることにより、0～7dBの減衰が可能です。

スイッチ付き減衰器：減衰は離散ステップで可変です。

典型的なマルチセクションアッテネータは、上の図が示すよりも多くのセクションを持っています。 上の3か8dBセクションの付加は単位が10dBにそして向こうカバーすることを可能にする。 より低い信号レベルは10dBおよび20dBセクション、または二進倍数16dBセクションの付加によって達成される。

RF減衰器

無線周波数（RF）作業（<1000Mhz）の場合、最高周波数でより低い信号レベルを達成する場合は、容量結合を阻止するために、個々のセ 前のセクションの転換された減衰器の個々のセクションは保護されたセクションに取付けられる。 周波数範囲を1000Mhzを超えるまで拡張するための追加の措置が講じられる場合があります。 これは特別な定形鉛なしの抵抗要素からの構造を含む。

抵抗棒と抵抗ディスクからなる同軸Tセクション減衰器を上の図に示します。 この構造は少数のギガヘルツに使用可能である。 同軸Xtバージョンでは、下の図のように、同軸線内の2つの抵抗ディスクの間に1つの抵抗ロッドがあります。

示されていないRFコネクタは、上記のTおよびΣ減衰器の端部に取り付けられています。 コネクターは源と負荷の間で接続に加えて個々の減衰器が、滝のように落ちるようにする。 たとえば、10dBの減衰器は、面倒な信号源と高価なスペクトラムアナライザ入力の間に配置することができます。 減衰は必要ないかもしれませんが、高価な試験装置は過電圧を減衰させることによってソースから保護されます。

概要：減衰器

• 減衰器は、入力信号をより低いレベルに低減します。
• 減衰量はデシベル(dB)で指定します。 デシベル値は、カスケード接続された減衰器セクションの加算値です。電力比からdB=10log10（PI/PO）
• 電圧比からdB=20log10（VI/VO）
• TおよびΠセクション減衰器は、最も一般的な回路構成です。

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