衰減器

衰減器是在指定的頻率範圍內，一種用以引入一預定衰減的電路。一般以所引入衰減的分貝數及其特性阻抗的歐姆數來標明。在有線電視系統裏廣泛使用衰減器以便滿足多端口對電平的要求。如放大器的輸入端、輸出端電平的控制、分支衰減量的控制。衰減器有無源衰減器和有源衰減器兩種。有源衰減器與其他熱敏元件相配合組成可變衰減器，裝置在放大器內用於自動增益或斜率控制電路中。無源衰減器有固定衰減器和可調衰減器。

衰減器的工作頻帶是指在給定頻率範圍內使用衰減器，衰減器才能達到指標值。由於射頻/微波結構與頻率有關，不同頻段的元器件，結構不同，也不能通用。現代同軸結構的衰減器使用的工作頻帶相當寬，設計或使用中要加以注意。

無論形成功率衰減的機理和具體結構如何，總是可以用下圖所示的兩端口網絡來描述衰減器。

圖中，信號輸入端的功率為P1，而輸出端得功率為P2，衰減器的功率衰減量為A（dB）。若P1 、P2 以分貝毫瓦（dBm）表示，則兩端功率間的關係為

P2（dBm）= P1（dBm）－ A（dB）

可以看出，衰減量描述功率通過衰減器後功率的變小程度。衰減量的大小由構成衰減器的材料和結構確定。衰減量用分貝作單位，便於整機指標計算。

衰減器是一種能量消耗元件，功率消耗後變成熱量。可以想象，材料結構確定後，衰減器的功率容量就確定了。如果讓衰減器承受的功率超過這個極限值，衰減器就會被燒燬。設計和使用時，必須明確功率容量。

回波損耗就是衰減器的駐波比，要求衰減器兩端的輸入輸出駐波比應儘可能小。我們希望的衰減器是一個功率消耗元件，不能對兩端電路有影響，也就是説，與兩端電路都是匹配的。設計衰減器時要考慮這一因素。

當輸入功率從10mW變化到額定功率時，衰減量的變化係數表示為dB/（dB*W）。衰減量的變化值的具體算法是將係數乘以總衰減量功率（W）。如：一個功率容量50W，標稱衰減量為40dB的衰減器的功率係數為0.001dB/（dB*W），意味着輸入功率從10mW加到50W時，其衰減量會變化0.001*40*50=2dB之多！

構成射頻/微波功率衰減器的基本材料是電阻性材料。通常的電阻是衰減器的一種基本形式，由此形成的電阻衰減器網絡就是集總參數衰減器。通過一定的工藝把電阻材料放置到不同波段的射頻/微波電路結構中就形成了相應頻率的衰減器。如果是大功率衰減器，體積肯定要加大，關鍵就是散熱設計。隨着現代電子技術的發展，在許多場合要用到快速調整衰減器。這種衰減器通常有兩種實現方式，一是半導體小功率快調衰減器，如PIN管或FET單片集成衰減器；二是開關控制的電阻衰減網絡，開關可以是電子開關，也可以是射頻繼電器。o

1）衰減： 用於描述傳輸過程中從一端到另一端的信號減少的量值。可用倍數或分貝數來表達。

2）VSWR： 等於特性阻抗與連接在傳輸線輸出端的負載阻抗的比值。

3）最大平均功率： 在衰減器輸出端接特性阻抗時，在指定的最高工作温度上可長期加到衰減器輸入端的最大功率。當工作温度降至20ºC，輸入功率降到10mW時，衰減器的其它指標不應該發生變化。

4）插入損耗的功率係數： 當輸入功率從10mW到額定功率時，插入損耗的變化值（dB）。

衰減器(2張)

5）最大峯值功率： 在衰減器輸出端接特性阻抗時，在指定的最高工作温度上，在指定的時間內，加到衰減器輸入端的5ms脈衝寬度最大峯值功率。當工作温度降至20ºC，輸入功率降到10mW時，衰減器的其它指標不應該發生變化。

6）温度係數： 在最大工作温度範圍內插入損耗的最大變化，用dB/ºC表示。

7）衝擊和振動： 衰減器必須承受三個方向的衝擊和振動試驗。

8）插入損耗的頻率響應： 在20ºC時，整個頻率範圍內損耗值的變化量（dB）。

9）工作温度上限： 衰減器工作在最大輸入功率時的最高温度(ºC)。

10）標稱插入損耗的偏差：在20ºC，輸入功率10mW時測得的插入損耗和標稱值的偏差。

11）接頭壽命： 正常連接/斷開的次數；在規定的壽命內所有的電氣和機械指標應該滿足指標要求。

12）互調失真：互調失真由雜散信號組成，它是由於器件中的非線性因素而產生的。尤其需要關注的是三階互調失真，因為三階互調產物最大而且不可被濾除。三階互調電平的測試方法是將二個等幅的純淨信號（f1和f2）注入到被測器件中，三階互調將出現在輸出頻譜的2f1-f2和2f2-f1處。三階互調產物由相對於f1或f2的大小來定義，由-dBc來表示。 ^[1] 

當兩段光纖進行連接時，必須達到相當高的對中精度，才能使光信號以較小的損耗傳輸過去。反過來，如果將光纖的對中精度做適當的調整，就可以控制其衰減量。位移型光衰減器就是根據這個原理，有意讓光纖在對接時，發生一定的錯位。使光能量損失一些，從而達到控制衰減量的目的，位移型光衰減器又分為兩種：橫向位移型光衰減器、軸向位移型光衰減器。橫向位移型光衰減器是一種比較傳統的方法，由於橫向位移參數的數量級均在微米級，所以一般不用來製作可變衰減器，僅用於固定衰減器的製作中，並採用熔接或粘接法，到目前仍有較大的市場，其優點在於回波損耗高，一般都大於60dB。軸向位移型光衰減器在工藝設計上只要用機械的方法將兩根光纖拉開一定距離進行對中，就可實現衰減的目的。這種原理主要用於固定光衰減器和一些小型可變光衰減器的製作。

這種衰減器利用光在金屬薄膜表面的反射光強與薄膜厚度有關的原理製成。如果玻璃襯底上蒸鍍的金屬薄膜的厚度固定，就製成固定光衰減器。如果在光纖中斜向插入蒸鍍有不同厚度的一系列圓盤型金屬薄臘的玻璃襯底，使光路中插入不同厚度的金屬薄膜，就能改變反射光的強度，即可得到不同的衰減量，製成可變衰減器。

衰減片型光衰減器直接將具有吸收特性的衰減片固定在光纖的端面上或光路中，達到衰減光信號的目的，這種方法不僅可以用來製作固定光衰減器，也可用來製作可變光衰減器。

1、頻響：即頻率帶寬，一般用兆赫茲（MHz）或吉赫茲（GHz）表示。通用的衰減器一般帶寬為5GHz左右，最高要到50GHz。

2、衰減範圍與結構形式：

衰減範圍指衰減比例，一般為3dB、10dB、14dB、20dB不等，最高可達110dB。其衰減公式為：10lg(輸入/輸出)，例：10dB表徵：輸入∶輸出=衰減倍數=10倍。

結構形式一般分兩種形式：固定比例衰減器與步進比例可調衰減器。固定衰減器是指在一定頻率範圍固定比例倍數的衰減器。步進衰減器是以一定固定值（例1dB）等間隔可調比例倍數的衰減器，又分為手動步進衰減器和程控步進衰減器。

3、連接頭形式和連接尺寸：

連接頭形式分為BNC型、N型、TNC型、SMA型、SMC型等，同時連接頭形狀具有陰、陽兩種。

連接尺寸分為公制與英制形式，以上根據使用要求決定；如果連接頭的型式多樣需要連接，可以配用相應的連接轉換頭，例：BNC轉N型頭等。

4、衰減指標：

衰減指標，有多方面的要求，主要有以下幾方面：衰減精度、承受功率、特性阻抗、可靠性、重複性等。