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科普衰减器:不简单的衰减器

上网日期: 2016年04月05日 ?? 作者: 来源:FindRF ?? 我来评论 字号:放大 | 缩小 分享到:sina weibo tencent weibo tencent weibo


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关键字:衰减器? 衰减片? 射频指标?

衰减器射频微波中最简单的一个附件之一,要说哪个射频实验室没有,估计大家都不相信。当然,衰减器最大的用户是用来衰减功率或者保护后级。然而,亲,衰减器可不是那么简单的哦,肿么?且听射频君娓娓道来。


衰减器按照组成类型来分的话,主要有同轴、波导、PIN二极管等多种形式。同轴衰减器以吸收式也就是我们的衰减片为主。所以在衰减器厂商中能把衰减片做好可是一门绝活,据称一般不外传^-^

科普衰减器:不简单的衰减器(电子工程专辑)
衰减片

先不表IC衰减器,同轴衰减器从应用类型来分,可以分为固定衰减器、手动可调衰减器、可编程衰减器等。在这里要多叨叨一句,如果是可编程衰减器,分为“make before break”(先合后断)和“break before make”(先断后合)两种哦。如果想衰减值之间无中断地切换的话,应该选择“make before break”类型,否则可能会出现开关切换时的开路状态哈!

衰减器的主要射频指标

1) 频率范围:这个不用俺说,大家都明白,还是和其它器件一样,越高频越难做。一般6G以下除了比较高的功率外,我们倾向于认为国产品牌已经做的不错了。呃,进口品牌们表打偶,偶实话实说。。。

2) 承载功率:这个很讲究。

大家看指标书的时候请务必看一下,标出的一般都是25℃下连续波功率。所以大家在遇到脉冲功率的时候,请务必换算一下脉冲占空比哦。

这里请大家注意哦,如果是同轴衰减器的话,因为是无源功率器件,需要考虑一个温度系数,单位为dB/℃,表征随着温度变化标称衰减值的变化量:

一般随着温度的升高,承载功率是线性下降的。所以如果衰减器的应用环境是室外的高温环境的话,请一定记得提高承载功率,否则衰减器烧毁估计就是妥妥的了。

3)衰减值


既然作为衰减器,衰减值当然是最重要的了。一般我们常见到的是3,6,10,20,30,40,50dB。所以如果亲想要一个2.5dB的精密衰减器,这八成就得订做了。

4)VSWR

作为一个无源器件,衰减器的VSWR重要性可是刚刚的。比较好的衰减器基本上VSWR可以做到1.2以下。

5)PIM

PIM,无源互调失真。目前的通信制式愈加复杂,所以无源器件的PIM特性也是要求的不低啊!但是由于集总参数设计的衰减器,几乎很少有PIM指标可以达到-140dBc@2*43dBm的。所以在高要求(比如-165dBc@2*43dBm)情况下,一般大家会选择用低互调电缆绕成的专用低互调衰减器。

6)功率系数

衰减器还有介个指标?Yes! 英文Power Coefficient。

输入功率从10mW变化到额定功率时,衰减量的变化系数,单位是dB/(dB*W)。具体衰减之的计算方法是,功率系数乘以总衰减量和功率的变化量。

题外话:其实功率系数这个东东,不光是衰减器有,所有工作在大功率条件下的器件都有,只要工作功率的变化范围比较大,就必须要考虑这个指标。如何测试这个指标,一般需要一套标准的测试系统,当然也可以自己来搭建。下图就是上篇提到的一个标准的测试功率系数的框图,供大家参考:


7)衰减值的精度

一般说精度,我们可能有两个维度。一个是平坦度,一个是准确度。准确度是绝对精度,一般用Accuracy来描述,比如30dB衰减器,测得是29.8dB,那么绝对精度就是0.2dB;另外一个是平坦度flatness,是指在工作频域范围内,比如标称30dB的衰减值VS频率的幅频曲线变化值,一般取P-P值。

衰减器的应用

1) 最简单的就是降低功率了。这里面如果需要功率扫描的时候,可能还会引用到可变衰减器来做衰减器的步进调节。亲们可能在频谱仪切换幅度档位的时候会听见“咔咔”的声音,那就是频谱仪的前置衰减器在切换档位呢。。。

2) 衰减器还有一个妙用,由于反射功率经过衰减器后会衰减,所以衰减器可以改善后级的VSWR。所以在系统级测量的时候,有经验的攻城狮们会在匹配不好的链路上加上衰减器来改善驻波比哦(私传,一般人我不告诉他,记住了哈!)

彩蛋:由于衰减器具有功率系数特性,所以在精密功率测量的时候我们不太推荐用大功率衰减器+终端式功率计来直接测量,反之通过式功率计是比较佳的解决方案。如果测试环境实在不能满足非要用大功率衰减器+终端式功率计的话,那么提高大功率衰减器的功率容量降低功率系数的影响也是好法子哦!







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