T 型电阻衰减电路．性能指标:《1》设计一个T 型电阻衰减电路要求衰减倍数-40db在0-50MHZ频率范围内衰减倍数基本不变《2》设计一个T 型网络衰减电路要求衰减倍数-60db频率要求在低频范围内（低于200khz）．方案论证：在无线系统测试中常常需要对从一个设备到另一个设备的信号进行衰减。
例如，射频发射机测试中，涉及的功率等级常常从几瓦到几百瓦甚至上千瓦，这么大功率的信号必须得经过衰减以后才可以连接到大部分的测试设备中，否则会对测试设备有损害。
一种叫做衰减器的简单电路常常能用来减少信号幅度，而且衰减器不但可以把信号电压衰减到一定值还可以对阻抗值进行变换。
实现此功能的电路常常被称作n型或T 型衰减网络大部分测试设备常常具有特定的输入阻抗。
比如，许多的无线通信测试设备的特性阻抗为50 ? 而视频设备的特性阻抗为75?，而T型电阻衰减网络可以根据实际要求随意设置输入阻抗，可以实现阻抗匹配问题；而且T 型网络采用电阻并联后分压的方式，也可以避免使用大电阻分压对衰减网络的性能产生影响；另外，T 型电阻衰减网络设计简单，易于计算，所以在电阻分压时经常被使用。
方案一高频T 型电阻衰减网络题目要求设置衰减增益为-40dB, 输入输出阻抗为与外部仪器阻抗匹配，因为要测试比较高的频率(0-- 50MHZ),用普通的示波器和信号发生器与电路的连接线会对测试结果产生很大影响(如普通的信号源连接线会等效为几十pf 的电容，与电路中的电阻构成一个频率较高的低通滤波，会在频率高时对电路产生衰减作用) ，因此要用到射频头和射频线。
因为射频线的特性阻抗是50Q，所以射频线特两端的电阻阻值必须为50Q，所以限制了T型网络的输入输出阻抗，从而限制了衰减倍数。
所以说要实现更高频率的衰减，就不能实现更大的衰减。
方案二低频T 型电阻衰减网络首先该方案是实现更高的衰减倍数，因为该方法电阻的取值不受限制，可以任意设置衰减倍数。
然而电路中就不能用射频线，因此在高频信号时，由于普通信号线存在有等效电容，会在高频信号时对信号衰减，所以说此方案只使用于低频信号。
三. 系统硬件电路设计<1> 普通的T 型衰减网络设计在设计T 型电阻网络衰减时，为了保证衰减倍数能够在理论计 算值误差范围内，必须要考虑阻抗匹配，即上一级的输出阻抗要和T型网络的输入阻抗要一致，即R 'RI ，下一级的输入阻抗要和T 型网 络的输出阻抗一致，即RL=Ro,电路图如下所示GND由阻抗关系可得RI =R1 R3//(R2 Ro) Ro =R2 R3//( R1 RI)又根据电路输入电压和输出电压关系可得(7 U ^.UL )R2=uo-UI 心RI R3 RIRI由（1）（2）（3）关系式可推出Uo2RIRI UoUIR1 =(1)U — - RIRo UI RI .Uo 2 d泊一1Ro UI2GNDGNDRIRo(1)GND(5)(6)(8)(9)R1Uo-1 7UIUo.. 2RI x — 只2=(四一1) UL_R OUI RI U O 2 D2 -1R O UI 22 RI U°R3 U-------------------------RI U O 2 D2 -1R O UI 2<2>对称T 型衰减网络设计图1设计的电路图适用于所有 T 型电阻衰减网络，若当R 仁R2时, 该T 型电阻衰减网络就变成对称T 型衰减网络，其电路图如下所示图2由阻抗关系可得Ro = RI = R1 R2 //(R1 RI) -----------------------------------------------------------又根据电路输入电压和输出电压关系可得由（7）（8）关系式可推出(RI R1 RIUI R2RI)R1 = Uo-UIRI +R1 RI(10)2U0UlUO1_12 1Ul2<3>高频T型电阻衰减网络设计由上可以知道，要设置输入阻抗RI=R'50Q, (R‘为信号源内部固定阻抗，与输入阻抗匹配)，要设置Ro//RL+R4=50 Q,(实现与射频线匹配)为了方便计算，这里我们取Ro=50,则RL=Ro=50 Q (负载与输出阻抗匹配)，可推出R4=25Q图3先已知RI=Ro=50 Q ,衰减倍数Au1=-40db,由公式(4) (5) (6)可推出R仁R2=49.01QR3=1 Q<4>低频T型电阻衰减网络设计低频T型电阻衰减网络中，虽然不用设置射频线阻抗匹配，但R2 = Ro仍然需要设置输入输出阻抗匹配，如图1所示。
这里我设RI=RL=1k,由性能指标可知，Au2=-60db,可根据公式⑷(5)(6)可推出R仁R2=998QR3=2Q四.系统调试和分析<1>电路仿真1.高频T型电阻衰减网络下图是输入幅值为10V (峰峰值20V),频率分别为1kHZ、1MHZ、50MHZ的交流信号的频率为 1khz,1Mhz,50Mhz ，峰峰值为 20V,输出波形的峰峰值为200mV.基本无偏差.由上可知知道，该T 型分压衰减网络可以实现在 0-50MHZ 频率范围Frecjirtiwy 1 I kHz Diity CycleSO I % AmplitudeID| VpOffset0 I vVVa 心丁 rrm^n_n_Freqi^ncy4IlMHz~Duty Cycie1 *DOffset^rLTLF 曲 uercy 50 VHzDuty Cyce E nAirpiitude10 1 Vp Offset|ol vi- Wa v e forms --------------------------------5亏「ml OptiorsHI MmV CH2I'CHI/ 970D VCHI Pk-Pk l59mVUe^ure 2 Sour«Sfjril OptcrsArnplitjde 10VpSet Rise/Falf TrS-s r al Opt o r s$et Riw3FRI Em内，实现对信号衰减-40db.2•低频T 型电阻衰减网络R42L下图是输入幅值为10V （峰峰值20V ）,频率为1kHZ ,50KHZ,300KHZ,1MHZ 的交流信号,R1VA &9EQR2：■AWFreiuerKy1kHz Duty Cy&te |閱」 l % Ampfitude 10VpOffset厂口口口 □ □□□ □□0 0®1 ： ：| i TSignal QptkxtsSet Rise/Fall Time Hl 5mV CH2 5V U KWusCHl/32fl^上图为仿真出来的输出波形（输入为绿色，输出为黄色），输入波形 的频率为0— 1Mhz 范围内，峰峰值为20V,输出波形的峰峰值均值为20mv.综上现象可以知道，该T 型分压衰减网络可以实现在 0-1MHZ 频率范 围内，实现对信号衰减-60db.F r equewy 50kHzDuty Cycle|50 二 _Arr10 Vp Offset|ofv$€t F歸Fall Time—rm —Fr&suercy frakHzDuty Cyc^* = Amplitude[ioI Vp -Set Rjs^/Fall Urne IF 馆九bey 1MHzDuty Cycle "taaanArrp-irtude 10 "Vp~ Offset 0I V 讣Signal OptcrsUEASURE -"CHINoneS^ral Ootors offset p[yTtkCHI NoneCHI More CHI 5mV CH2 5VCHI Pfc-Pfc20mVCHI Ntow CH1lZ7B.4fVE;r al Optiors£歛Ris^/F 日II 万币已 |:HI 5mV CH2 5V M &00uCH1/1.26pV<2>实物电路图及结果分析1. 高频T 型电阻衰减网络下图是输入一个峰峰值为 2.5V ,频率分别为100hz 、1Okhz 、1Mhz 、20Mhz 、50Mhz 、80Mhz 的正弦波，通过T 型衰减网络，其输出波形如下所示由上可知，频率在0— 50MHZ ,输入电压峰峰值为UI=2.5V 经过该高频T 型电阻衰减网络后，输出波形的峰峰值为 25.8mv 、25.6mv 、 25.4mv 、25.2mv 、25.8mv 、26.4mv ,无失真，总体变化幅度小于 2mv则输入电压峰峰值 Uo 二25.8 25.6 25.4 25.2 26.4 27.0 二 25.9mV2 汉2.5V g 2.5VPI1 0.016W 8><50QRIT 型电阻衰减网络可以在 0— 50Mhz 频率范围内衰减 -38db,且衰减倍数无明显变化，在误差范围内满足实验要求。
另外，在测试高频T 型电阻衰减网络时，用的示波器型号是DS22022. 低频T 型电阻衰减网络下图是输入一个峰峰值为 20V ,频率分别为100hz 、10khz 、50khz 、100khz 、200khz 的正弦波，通过T 型衰减网络，其输出波形如下所 示 6A U ^20 log[ U ： ] = 20 log( 川-38db衰减倍数输入功率 输出功率PolU Ro Uo 、2 25.9mV 25.9mV “ooi7mw 8 50Q 说明该高频由上可知，频率在o—200kHZ,输入电压峰峰值UI=20V ,经过该低频T型电阻衰减网络后，输出波形的峰峰值分别为27.4mv、27.0mv、26.0mv、26.2mv、27.0mv范围内，无失真，变化幅度小于2mv 则输出电压为Uo二Uo 二27.4 ' 27.0 26.0■ 26.2■ 27.0=26.72mV5衰减倍数心=20log【U°］切砸严需乙二-57.5db说明该高频 T 型电阻衰减网络可以在 0—200Khz 频率范围内衰减 -57.5db,由于输入输出电阻匹配度不够，误差较大，但仍大致达到实 验要求。
五.遇到的问题及解决方案1、在测试过程中，用普通的示波器和信号发生器连接线在测试 T 型分压衰减网络的频率响应时，当信号达到十几兆时，信号会产生幅 度较大的衰减，已知输入出阻抗是 200Q答;因为信号发生器连接线可以等效成几十pf 的电容与电路的输 入阻抗形成低通滤波，所以会衰减，计算如下：等效电容大致取值为C '50pf,输入阻抗RI=200 Q形成低通滤波的截止频率为所以说信号在十几兆会产生明显的衰减 2•为什么阻抗不匹配在高频信号中会反射，什么是反射？反射是指在电路中由于拐角，过孔，元件引脚，线宽变化， T 型 引线等阻抗发生突变，就会有部分信号沿传输线反射回源端。