衰減及阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)

1、實(shí)驗(yàn)二 衰減及阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解衰減器和網(wǎng)絡(luò)匹配的特點(diǎn)。 學(xué)習(xí)常用衰減器和匹配網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)方法。 學(xué)習(xí)精確阻值電阻的制作。二、原理與說明 衰減器的主要用途在信號(hào)源與負(fù)載之間插入衰減器，使信號(hào)通過它產(chǎn)生一定大小或可以調(diào)節(jié)的衰減，以滿足負(fù)載或下一級(jí)網(wǎng)絡(luò)在正常工作時(shí)對(duì)輸入信號(hào)幅度的要求。常用的衰減網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有倒L型、T型、型和橋T型等幾種。 常用衰減器的衰減量有連續(xù)可調(diào)和按步級(jí)衰減兩種衰減器的衰減量，即衰減倍數(shù)可直接用輸入、輸出電壓比表示，也可以用它的dB數(shù)表示。圖2-1和圖2-2所示為兩種按分壓器原理工作的衰減器，其中圖2-1所示是一個(gè)電位器，它的分壓比連續(xù)可調(diào)； 圖2-2是一種按規(guī)

2、律衰減的步級(jí)衰減器，這兩種衰減器都可等效成倒L型網(wǎng)絡(luò)，輸入特性阻抗和輸出特性阻抗不等，且隨衰減量的不同而變化。此類衰減器常用在對(duì)匹配要求不高的場(chǎng)合，并且要求負(fù)載電阻越大越好。 圖2-1 圖2-2 對(duì)稱網(wǎng)絡(luò)衰減器 當(dāng)要求衰減器的插入不改變前后級(jí)匹配狀況時(shí)，常采用如圖2-3所示T型或型對(duì)稱網(wǎng)絡(luò)衰減器。這類對(duì)稱網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)是輸入、輸出特性阻抗一致且不隨衰減檔級(jí)而變化。(a) (b) 圖2-3若衰減器的電壓衰減倍數(shù)和特性阻抗給定，則元件參數(shù)可由（2-1）式或（2-2）式?jīng)Q定。對(duì)型衰減器有 （2-1）對(duì)T型衰減器有 （2-2）圖2-4用多個(gè)相同的衰減器級(jí)聯(lián)可構(gòu)成一個(gè)步級(jí)衰減器，如圖2-4所示。由于其中兩個(gè)

3、并聯(lián)可用一個(gè)/2來等效，因此還可以用圖2-5所示梯形電路構(gòu)成衰減器。由于是對(duì)稱網(wǎng)絡(luò)，級(jí)聯(lián)后輸入輸出特性阻抗不變，而總衰減量為各級(jí)衰減量相乘或dB數(shù)之和。圖2-5 倒L型網(wǎng)絡(luò)衰減器當(dāng)前后級(jí)或信號(hào)源與負(fù)載網(wǎng)絡(luò)不匹配時(shí)，可以插入一倒L型網(wǎng)絡(luò)，使之成為匹配傳輸網(wǎng)絡(luò)（倒L型網(wǎng)絡(luò)本身是衰減器,因此在匹配的同時(shí)也產(chǎn)生衰減）。如圖2-6所示，設(shè)信號(hào)源內(nèi)阻為,負(fù)載電阻為，而倒L型網(wǎng)絡(luò)特性阻抗和與、之間的關(guān)系，由（2-3）式和（2-4）式?jīng)Q定。 圖2-6 (2-3) (2-4)由于,故如果,應(yīng)將一端與相接,一端與相接。因此，由和,解得 （2-5） （2-6）三、預(yù)習(xí)要求 用倒L型網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)一匹配器。如圖2-6所示，

4、其中, ,計(jì)算各元件值。 設(shè)計(jì)一衰減器，它由兩級(jí)型對(duì)稱網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)而成，特性阻抗，如圖2-7所示。一級(jí)衰減量為5dB,另一級(jí)衰減量為10dB,確定各元件值。 自擬表格，將測(cè)量數(shù)據(jù)記錄在表中。圖2-7四、設(shè)計(jì)任務(wù) 按預(yù)習(xí)時(shí)設(shè)計(jì)的結(jié)果，制作各種阻值的電阻（阻值必須準(zhǔn)確，取四位有效數(shù)字）：可選用比計(jì)算的電阻值略低的標(biāo)稱值系列碳模電阻，用刀刮電阻的碳模層，同時(shí)用電橋測(cè)量其阻值，直至達(dá)到要求為止。按圖2-6、圖2-7完成制作匹配器、衰減器的電路連接。 將按圖2-6制作的匹配網(wǎng)絡(luò)插入、的信號(hào)源和的負(fù)載之間，測(cè)量其衰減量以及信號(hào)源發(fā)出和負(fù)載吸收的功率。 將按圖2-7制作的衰減器插入、的信號(hào)源和負(fù)載電阻之間，分別測(cè)試和時(shí)各級(jí)衰減量、輸入阻抗。五、設(shè)計(jì)報(bào)告要求 整理設(shè)計(jì)過程和測(cè)試結(jié)果。 計(jì)算插入匹配網(wǎng)絡(luò)后，負(fù)載吸收的最大功率，并與實(shí)驗(yàn)值進(jìn)行比較。計(jì)算插入匹配網(wǎng)絡(luò)后電路的效率。 將測(cè)量的各級(jí)衰減量、輸入阻抗與理論值進(jìn)行比較，計(jì)算其誤差。 得出結(jié)論，并寫出設(shè)計(jì)與測(cè)試報(bào)告。六、實(shí)驗(yàn)設(shè)備 YB1693型函數(shù)發(fā)生