T型网络衰减电路
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射频电路工作原理
返回 15
电荷泵——环路低通滤波器 〔 Charge Pump——Loop
Filter〕
电荷泵的的作用主要是：给锁相环路提供理想 恒定的电流源，保持良好的线性关系，使得频 率范围易于控制
环路低通滤波器〔LPF〕
由PFD的输出信号需经过低通滤波器再去控 制VCO。一般采用电阻、电容构成积分形式的 低通滤波器，它可以为单阶或多阶滤波器。它 的通频带由电阻、电容参数决定，它的截止速 度取决于其阶数。
RF DBTEL
VCO
To further reduce the phase noise of the charge pump
17
环路低通滤波器的应用举例
2021/8/26
RF DBTEL
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18
压控振荡器
〔Voltage Controlled Oscillator〕
压控振荡器一般是由变容二极管为主构成 的谐振回路：
它内部有：
三个PLL〔包括一个内置VCO〕、正交混频 解调器、可控增益低噪放大器、混频调制器等
它需外接：
13MHz参考基准时钟、RXVCO、TXVCO、 基带控制信号等
详见UAA3535 Data Sheet
我们需要研究其内部各重要节点的频率、
带宽，信号转换的流程等细节
2021/8/26
RF DBTEL
2021/8/26
RF DBTEL
37
功率控制环路〔APC〕的应用
2021/8/26
RF DBTEL
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滤波网络〔Filter〕
通用滤波网络 电源滤波去耦网络
2021/8/26
RF DBTEL
39
通用滤波网络
滤波器是抑制除特定带宽以外信号及噪声 的装置。 按照不同标准它可分为：
一种高线性度的单片集成电调衰减器
2020年6月一种高线性度的单片集成电调衰减器白银超，刘方罡，王磊（中国电子科技集团公司第十三研究所，河北石家庄050051）【摘要】本文设计了一款GaAs PHEMT 微波单片集成电调衰减器，该电路设计采用T 型衰减器的拓扑结构，对电调衰减器的线性度进行了专门设计。
针对电调衰减器的线性度进行分析，提出了一种有着更小的电阻变化率的FET 管，提高了输入三阶交调截取点。
采用中国电科第十三研究所0.25μm GaAs PHEMT 工艺进行了仿真和流片，测试结果表明，在频率0.05~3GHz 内，衰减动态范围大于25dB ，输入三阶交调截取点大于30dBm 。
该款微波单片集成电调衰减器设计达到了预期性能，并实现了高线性度的目标。
【关键词】砷化镓（GaAs ）；微波单片集成电路（MMIC ）；电调衰减器；输入三阶交调截取点（IIP3）【中图分类号】TN715【文献标识码】A 【文章编号】1006-4222（2020）06-0203-020引言衰减器是一种重要的无源控制电路,用于在微波系统中实现对信号幅度的控制。
在现代通信系统中,对信号幅度的控制也可以用电压可变放大器(variable voltage amplifier ,VGA )实现,但是改变VGA 的增益需要改变偏置电压或电流,就会改变放大器的线性偏置点,从而影响系统的线性。
因此,衰减器就成为在大功率输入下实现增益调节的同时保持良好线性度的选择。
目前已经有相关学者设计了高线性度的电调衰减器,Marcus Granger-Jones 等人使用SOI CMOS 工艺设计了工作频率在0.05~4GHz ,IIP3达到47dBm 的电调衰减器[1]。
A.Bessemoulin 等人使用GaAs 工艺设计了工作频率在5~45GHz ,IIP3达到27dBm 的电调衰减器[2]。
但是,SOI CMOS 工艺的抗辐照能力较弱,使得该工艺设计的电路难以在空间中使用,而GaAs 工艺尚未有设计在低频下工作的电调衰减器。
桥T型衰减器的设计与分析解读
姓名班级学号实验日期节次教师签字成绩桥 T 型衰减器的设计与分析1.实验目的（1）熟练进行实验室实验设备的使用，提高仪器使用能力。
（2）了解桥 T 型衰减器的工作原理及作用。
（3）学习用 orCAD 仿真寻找最佳参数。
（4）学会用电阻 Y- △等效变换分析电路。
（5）提高自主设计能力，综合运用所学知识解决实际问题。
2.总体设计方案或技术路线利用桥 T 型电路负载R L上的输出电压U总是小于输入电压U S的原理，调节负载电阻R L的阻值，从而得到衰减程度不同的输出电压，构成衰减器电路。
（ 1 ）利用电阻Y- △等效变换，从理论上计算电阻R1、 R2 、 R L满足什么关系时，有U 0.5Us 。
以理论计算确定的电阻及电源参数，利用orCAD 进行仿真实验，从仿真结果验证理论计算的正确性，并通过操作实验进行对比验证。
（2）利用电阻 Y- △等效变换，从理论上计算电阻R1、 R2、 R L满足什么关系时，有输出电阻 R O R L。
利用orCAD进行仿真实验，从仿真结果验证理论计算的正确性，并通过操作实验进行对比验证，计算出此时电压比U 的值。
U S（3）改变R L的值，测量并计算出不同阻值下U 的值，并绘制出U~ R L的变化曲线，U S U S 探究衰减程度与负载阻值的关系。
（4）衰减系数为衰减器的一项重要指标，其衰减公式为：20 lg U S，单位为 dB。
对于U（2），计算不同参数下衰减器的衰减比例。
对于（3）计算不同参数下衰减器的衰减比例，并绘制出 20 lg US ~ RL的曲线，探究衰减系数与负载阻值的关系。
U3.实验电路图经 Y- △变换：其中R33R14.仪器设备名称、型号（1） TFG2000 型函数信号发生器（2）可编程线性直流电源（3）电阻箱一台（4）电阻若干（5）数字万用表（6） Fluke 190-104 型示波表（7） Fluke i30s 电流钳表（8）交直流实验箱（9）导线若干5.理论分析或仿真分析结果1、根据 Y- △变换公式，理论证明得对于桥T 型衰减器，当3R1 R2 R L R2 3R1 R L 时， U 0.5Us 。
BB,RF原理及电路解析
Transceiver UAA3535（Philips）
UAA3535是近零中频收发器，它最多可以作三频收发
它内部有： 三个PLL（包括一个内置VCO）、正交混频解调器、可控增益低噪放大器、混频调制器等 它需外接： 13MHz参考基准时钟、RXVCO、TXVCO、基带控制信号等 详见UAA3535 Data Sheet
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电源滤波去耦网络
对于射频电路而言，电源稳定由特别重要的意义，不仅它自身不稳定会影 响电路性能，而且各用电单元也会以电源为途径互相传递干扰造成很大的 不稳定因数，去耦即去除电源与用电单元之间的交流耦合。 实际电路中电源去耦电路无论在电源输出端还是在用电输入端都需要，而 且去耦电路离用电模块越近达到的去耦效果越好。
R3
型衰减网络
衰减网络的计算
已知网络参数求衰减系数A
Zin1 Zout1 1 1 Zin2 10 lg Zout 2 A(短路输入电抗 lg 开路输入电抗 dB) 10 Z Z Zin1 Zout 1 Z 短路输出电抗 Z 开路输出电抗 1 1 Zin2 Zout 2
in1： in2： out1： out2：
变容二极管的等效电容量由加在其两端的电压控制，这样通过电压的变化 就能转换成回路谐振频率的变化，就构成了压控振荡器VCO。
0 1 LC
分频器（DIV）
锁相环通常用于N倍参考频率的发生器：
其中N为分频比，它由环路中分频器DIV提供
f 0 N fr
参见《分频器》
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锁相环在手机中应用举例
我们需要研究其内部各重要节点的频率、 带宽，信号转换的流程等细节
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衰减网络（Attenuation）
T_型与π型衰减网络
⑩
非对称网络应用举例： 我们同样用上一个例子， 输入输出特性阻抗为 50Ω， 信号衰减 20dB 为例， 设计非对称 T 型衰减网络。
20 lg
UO U = 20dB 得 O = 10 ，又 R I = 50Ω ， RO = 50Ω UI UI
带入⑧⑨⑩得：
R1 = (
50 2 * 50 * 10 * 10 − 1) − 50 = 40.9Ω 50 50 2 * (10) − 1 50
蓝玉LG
T 型与π型衰减网络 引言 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π型或 T 型衰减网络。 理论分析 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 Ω 而视频设 备的特性阻抗为 75Ω。我们可以通过在输入端简单的串联一个电阻来实现对信号的衰减，如图 1 所示，R 用来衰减进入设备的信号电压，但是它导致从源端看进去的输入阻抗为
R1 = 40.9Ω ， R2 = 10.1Ω
+
UO
−
40.9Ω 10.1Ω
40.9Ω
+
UI
−
RO = 50 Ω
图 4：对称网络应用举例 非对称网络：
R I = 50 Ω
上面所示的无论是 T 型还是π型网络都是对称的，即网络中有两个电阻相等。这种网络由于其对称性，其 只能应用于网络两端阻抗相等的情况下，所以有一定的局限性。下面推导非对称 T 型网络的计算公式。
微波天线阻抗匹配设计实现技巧
微波天线阻抗匹配设计实现技巧微波天线是指工作频率在GHz级别的高频天线。
由于其频率高，波长短，具有高方向性、窄束宽、高增益等特点，因此广泛应用于雷达、卫星通信、无线通信、导航等领域。
在微波天线系统中，阻抗匹配是一个非常重要的问题。
本文旨在介绍微波天线阻抗匹配设计实现的技巧。
一、阻抗匹配的原理微波天线阻抗匹配的原理是利用衰减器、匹配器等网络来调节电路的阻抗，使其满足匹配条件。
匹配条件为负载阻抗等于传输线特性阻抗，可表示为：ZL=Z0，其中ZL是负载阻抗，Z0是传输线特性阻抗。
阻抗匹配可以使微波天线的输出功率最大化，提高整个系统的性能。
二、常用的阻抗匹配方法1. L匹配网络法L匹配网络法是最常用的阻抗匹配方法之一。
该方法利用L型网络匹配器的等效电路来实现阻抗匹配。
其原理是在传输线中插入一个L型网络匹配器，使其电气长度等于1/4波长。
通过调整L型网络中的电感和电容，可以使输入阻抗匹配到50Ω，使得传输线和天线之间的阻抗得到匹配。
2. T匹配网络法T匹配网络法使用T型电路来进行阻抗匹配。
在传输线上插入T型网络，将其电气长度设为3/8波长，调整T型网络中的电容和电感，从而实现阻抗匹配。
该方法具有匹配宽带、阻抗匹配较好等优点。
3. C匹配网络法C匹配网络法是利用C型电路进行阻抗匹配的方法。
在传输线上插入C型网络，将其电气长度设为5/8波长，调整C型网络中的电容和电感，实现阻抗匹配。
该方法适用于匹配某些特殊的阻抗。
三、阻抗匹配设计实现技巧1. 选择适当的传输线特性阻抗传输线特性阻抗是决定输入输出阻抗的重要因素，应该根据实际应用选择合适的传输线特性阻抗。
常用的传输线特性阻抗有50Ω、75Ω、100Ω等，其中50Ω是最常用的特性阻抗。
2. 调整传输线长度传输线长度的调整可以改变阻抗值和相位，因此可以通过调整传输线长度实现阻抗匹配。
根据阻抗值的大小和相位的方向来进行调整。
3. 选择合适的衰减器和匹配器衰减器可以用于调节复杂阻抗的阻抗值。
t型衰减器衰减量计算
t型衰减器衰减量计算以t型衰减器衰减量计算为标题，我们来探讨一下t型衰减器的工作原理以及如何计算衰减量。
一、t型衰减器的工作原理T型衰减器是一种常用的电子元件，用于在电路中降低信号的功率或幅度。
它通常由三个电阻组成，其中两个电阻与信号线相连，另一个电阻与地相连，形成一个T字形结构。
当信号通过T型衰减器时，一部分信号被电阻吸收，从而降低信号的幅度。
二、t型衰减器的计算方法T型衰减器的衰减量可以通过计算电阻的阻值比例来确定。
假设输入信号的电压为Vin，输出信号的电压为Vout，输入电阻为Rin，输出电阻为Rout，T型衰减器的衰减量（以分贝为单位）可以通过以下公式计算得到：Attenuation(dB) = 20 * log10(Vin / Vout) = 10 * log10(Pin / Pout)其中，Pin和Pout分别表示输入和输出信号的功率。
为了更好地理解衰减量的计算方法，我们来举一个具体的例子。
假设输入信号的电压为10V，输出信号的电压为1V，输入电阻为50Ω，输出电阻为100Ω。
根据上述公式，我们可以计算出衰减量Attenuation(dB) = 20 * log10(10 / 1) ≈ 20dB三、t型衰减器的应用场景T型衰减器在电子电路中有广泛的应用。
其中一个常见的应用场景是在音频设备中用于控制音量大小。
通过调节T型衰减器的阻值比例，可以实现对音频信号的衰减，从而达到调节音量大小的效果。
T型衰减器还常用于高频电路中，用于匹配不同阻抗的信号源和负载之间的阻抗差异。
通过调节T型衰减器的阻值，可以实现信号源和负载之间的阻抗匹配，从而提高信号传输的效率。
四、t型衰减器的优缺点T型衰减器作为一种常用的电子元件，具有一些优点和缺点。
优点：1. 结构简单，制作成本较低；2. 可以实现精确的衰减量控制；3. 在特定频率范围内具有较好的线性特性。
缺点：1. 由于内部电阻的存在，会对信号的频率响应产生影响；2. 阻值变化范围较小，难以实现大范围的衰减。
12dB微波同轴衰减器的设计
12dB微波同轴衰减器的设计摘要：本文以T型衰减网络结构为基础，设计且仿真了微波薄膜衰减片，运用BeO基片上，运用磁控溅射法，制备了TaN微波薄膜衰减片，成功制备了微波同轴衰减器。
经最终仿真结果可知，在DC~3GHz工作频率内，所设计的微波同轴衰减器衰减量为12dB，输入端口的电压驻波比＜1.1。
经测试得知，在DC~3GHz工作频率内，所制备的微波薄膜衰减片衰减量为（12.0±0.4）dB。
关键词：微波同轴衰减器；T型衰减网络微波同轴衰减器作为一种双端口微波元件，在整个传输系统当中，能够实现电磁波场强相应振幅的降低，对其传播常数进行有效调节。
于传输系统内，如若需对传输功率相应功率电平施加控制时，则须将衰减器接入，促使波功率出现一定量的衰减，所以微波同轴衰减器在各种微波系统中得到广泛应用。
伴随当今电子通信设备、无线电通信系统的发展，基于微波同轴衰减器受到越发重视。
同轴衰减器组成以T型衰减网络的衰减片为基础，设计完成了工作频率为DC~3GHz的12dB微波同轴衰减器，运用Ansoft HFSS软件，对微波同轴衰减器微波传输特性进行仿真。
结合仿真的尺寸、结构，运用直流反应磁控溅射，完成了微波同轴衰减器的制备。
该微波同轴衰减器除了容易与各种电路连接，还具有稳定可靠的电性能及机械性能，加工、装配更为简化与实用。
1.衰减片设计与仿真针对微波衰减网络来讲，其结构有两种，其一为T型，其二为Π型，本文以T型衰减网络结构为基础，以此来完成微波薄膜衰减器的具体设计工作。
图1为T型衰减网络示意图。
针对微波同轴衰减器来讲，其主要有金属电极、薄膜电阻、介质基片和连接器壳体构成。
基片选择BeO陶瓷基片（3.2mm×4.4mm× 1.0mm），其介电常数9.7，薄膜电阻所选用的是TaN材料，方阻63.6 Ω/□。
于接地端，本文为了简化工艺，利用基片端面卷绕接地方法，实现了基片背面接地板与2个接地电极的之间互相连接。
BB,RF原理及电路解析
环路低通滤波器（Low Pass Filter）
phase detector
VCO Rz
Cz To further reduce the phase noise of the charge pump Cp R4 C4
To important the transient characteristics
BB,RF原理及电路解析
Outline
匹配网络（Matching） 收发双工器（Diplexer） 声表面波滤波器(SAW) 平衡网络（Balance） 锁相环（PLL） 收发器（Transceiver） 衰减网络（Attenuation） 功率控制环路（APC） 滤波网络（Filter） 其它
已知衰减系数A求网络参数（R0：特性阻抗）
由 求得K值：
则可得对T型：
对Π型： 1 20 lg A(dB ) K
Vin K Vout
K 1 R 2 R3 R0 K 1 K 2 1 R1 R 0 2K
K 1 R1 R 2 R 0 K 1 2K R3 R0 2 K 1
匹配网络（Matching）
匹配的定义：后级输入阻抗与前级输出阻抗共扼 匹配网络的类型： L型 T型 Π型
天线匹配的举例
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收发双工器（Diplexer）
收发合用一路天线，因此使用天线收发双工器（Antenna Switch）
对接收为short
RX
TX
/4
对发射为open
为发射波长
Hale Waihona Puke 返回功率检波器（Power Detector）
功率检波器对Coupler的耦合高频信号进行包络检波进而得到一个体现耦合信号幅值大小的检波电压。 我们采用二极管负包络检波电路，后级常为低通积分电路。例如：
电阻衰减器设计-设计应用
电阻衰减器设计-设计应用这个额外的电阻元件使电路能够通过所需的衰减来降低信号电平，而不会改变电路的特性阻抗，因为信号似乎“桥接”了T-pad 网络。
此外，原始T-pad 的两个串联电阻始终等于输入源和输出负载阻抗。
“桥接T 型衰减器”( T )的电路如下所示。
桥接-T 衰减器电路桥接-T衰减器电路电阻器R3形成跨越标准T-pad 衰减器的桥接网络。
两个串联电阻器R1被选择为等于源/负载线阻抗。
桥接T 衰减器相对于其T 焊盘表亲的一个主要优势是桥接T 焊盘倾向于将自身与传输线特性阻抗相匹配。
然而，桥接T 衰减器电路的一个缺点是衰减器要求其输入或源阻抗( Z S ) 等于其输出或负载阻抗( Z L )，因此不能用于阻抗匹配。
桥接T 型衰减器的设计与标准T-pad 衰减器一样简单。
两个串联电阻的值等于线路特性阻抗，因此无需计算。
然后，用于计算并联分流电阻器和用于在任何所需衰减下进行阻抗匹配的桥接T 衰减器电路的附加桥接电阻器的方程式如下：桥接T 衰减器方程桥接T 衰减器电阻值其中：K是阻抗因数，Z是源阻抗或负载阻抗。
桥接-T 衰减器示例No1需要一个桥接T 衰减器来将8Ω 音频信号线的电平降低4dB。
计算所需电阻器的值。
衰减器值然后电阻器R1等于8Ω 线路阻抗，电阻器R2等于13.7Ω，桥接电阻器R3等于4.7Ω，或接近的优选值。
与标准T-pad衰减器一样，随着电路所需衰减量的增加，电阻R3的串联桥阻抗值也增加，而电阻R2的并联分流阻抗值减小。
这是在相等阻抗之间使用的对称桥接T 衰减器电路的特性。
可变桥接T 衰减器我们已经看到，可以设计一个对称的桥接T 型衰减器来将信号衰减固定量，同时匹配信号线的特性阻抗。
希望现在我们知道桥接T 衰减器电路由四个电阻元件组成，两个与信号线的特性阻抗匹配，另外两个我们计算给定的衰减量。
但是，通过用电位器或电阻开关替换两个衰减器电阻元件，我们可以将固定衰减器垫转换为预定衰减范围内的可变衰减器，如图所示。
t型衰减器课设
t型衰减器课设
T型衰减器是一种被广泛应用于电子通信和射频电路中的无源电路元件。
它的作用是将输入信号的功率降低到所需的水平，同时保持输入信号的频率响应不变。
在电子系统中，T型衰减器常用于平衡信号的传输，抑制信号干扰和保护敏感设备。
T型衰减器的原理是通过将输入信号分流到两个并联的电阻中，使信号功率减半。
在传输线上，衰减器的两个电阻与传输线的特性阻抗相匹配，以确保最小的反射损耗。
一般来说，衰减器的衰减量由电阻比值决定，比如1:1的电阻比表示50%的衰减。
在设计T型衰减器时，首先需要确定所需的衰减量。
然后，根据输入和输出端口的特性阻抗，选择合适的电阻值。
常见的特性阻抗包括50欧姆和75欧姆。
接下来，根据电阻比值计算出两个并联电阻的阻值。
最后，将两个电阻连接到传输线上，位置可以根据需要而定，通常是将它们放在输入和输出端口之间。
除了基本的T型衰减器，还有一些变种，如对称T型衰减器和非对称T型衰减器。
对称T型衰减器具有相同的电阻比值和特性阻抗，可以实现对称的信号衰减。
非对称T型衰减器则具有不同的电阻比值和特性阻抗，可以实现不对称的信号衰减。
在实际应用中，T型衰减器常用于各种电子设备中，包括通信系统、天线系统、功率放大器和测量仪器等。
它可以用于调整信号的功率水平，匹配不同设备之间的特性阻抗，并提供信号保护和抑制干扰的功能。
总之，T型衰减器是一种常见且重要的无源电路元件，在电子通信和射频电路中有着广泛的应用。
通过合理设计和选择电阻参数，可以实现所需的信号衰减和保护，确保电子系统的正常运行。
1000 BASE-T衰减信道模型设计和实现
2020耳第12剧文章编号：1009-2552(2020)12-0105-06DOI：10.13274/ki.hdzj.2020.12.0211000BASE-T衰减信道模型设计和实现董树林1,戴天喆1，任敏华1,段国东2(1.中国电子科技集团公司第三十二研究所，上海201808； 2.苏州盛科科技有限公司，江苏苏州215000)摘要：文中采用Wideband模型对1000BASE-T的非屏蔽五类双绞线信道建模。
与传统通过RLCG建模相比，得到与双绞线更加匹配的信道衰减传输函数。
经过频域采样、傅里叶逆变换和窗函数截取后，获得时域信道FIR滤波器系数，最终将双绞线信道等效为23阶FIR滤波器。
将模型仿真曲线与实测曲线对比后得知，信道模型冲激响应与实际信道的单脉冲响应曲线能较好地重合，验证了该信道模型的正确性。
实验结果表明，该信道模型能较为真实地反映1000 BASE-T信道的衰减和时延所导致的码间干扰。
关键词：千兆以太网；非屏蔽五类双绞线；Wideband模型；窗函数中图分类号：TP393.11文献标识码：ADesign and implementation of1000BASE-T attenuation channel mode DONG Shu-lin1,DAI Tian-zhe1,REN Min-hua1,DUAN Guo-dong2(1.The32nd Research Institute of China Electronics Technology Group Corporation,Shanghai201808,China；2.Center Networks(Suzhou)Co.,Ltd.,Suzhou215000,Jiangsu Province,China)Abstract:In this paper the Wideband model is used to model the unshielded Category5twisted pair channel pared with traditional RLCG modeling,it obtains a channel attenuation transfer function that more matched with the twistedpair.After frequency domain sampling，inverse Fourier transform and window function interception，the domain channel FIR filter coefficients are obtained，and finally the twisted pair chamnel is equivalent to a23order FIR paring the model simulation curve with the measured curve，it is known that the impulse response of the channel model coincides well with the monopulse response curve of the actual channel，which verifies the correctness of the channel model.Experimental results show that the channel model can truly reflect the inter-symbol interference caused by the attenuation and time delay of1000BASE-T channel.Key words：1000BASE-T；UTP-CAT5e；Wideband model；window function0引言目前进口的千兆以太网PHY芯片已经在工业界中大量应用，但是国产以太网PHY芯片的研究却很薄弱，其中芯片内的数字均衡器是设计难点之一。
T型 π型衰减器表
R2 37 Ω R1 150 Ω R3 150 Ω
15
TECHNICAL NOTES AND ARTICLES
Example 1. S-Parameters for a 6dB Pi-Pad Attenuator. Derive the four s-parameters from the 6dB Pi-Pad attenuator shown.
S 12 = S 21 = – 6 dB
(iv) S22: From Symmetry arguments:
S 22 = S 11 = – 53 dB (matched in a 50 Ω system).
Generally speaking the same arguments and techniques apply to a “T” configured network. The general representation of each network is shown in Figure 2.
S 11 = 20 × LOG ( Γ ) = – 53 dB (matched in a 50 Ω system) in
(ii) S21:
ZS=Z0 VS ZIN R1 150 Ω V1 VL
R2 37 Ω
R3 150 Ω
ZL=Z0
V L S 21 = 2 × -----V S
where:
15
TECHNICAL NOTES AND ARTICLES
15-35
AN0015
Solution: Notice the "PI" attenuator shown above is a symmetrical circuit, and therefore the knowledge learned from one port may be applied to the other port. (i) S11:
15
TECHNICAL NOTES AND ARTICLES
Example 1. S-Parameters for a 6dB Pi-Pad Attenuator. Derive the four s-parameters from the 6dB Pi-Pad attenuator shown.
S 12 = S 21 = – 6 dB
(iv) S22: From Symmetry arguments:
S 22 = S 11 = – 53 dB (matched in a 50 Ω system).
Generally speaking the same arguments and techniques apply to a “T” configured network. The general representation of each network is shown in Figure 2.
S 11 = 20 × LOG ( Γ ) = – 53 dB (matched in a 50 Ω system) in
(ii) S21:
ZS=Z0 VS ZIN R1 150 Ω V1 VL
R2 37 Ω
R3 150 Ω
ZL=Z0
V L S 21 = 2 × -----V S
where:
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TECHNICAL NOTES AND ARTICLES
15-35
AN0015
Solution: Notice the "PI" attenuator shown above is a symmetrical circuit, and therefore the knowledge learned from one port may be applied to the other port. (i) S11:
最新T型网络衰减电路
T型电阻衰减电路一．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）二．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π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 Ω而视频设备的特性阻抗为75Ω，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50Ω，所以射频线特两端的电阻阻值必须为50Ω，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。
基带原理及电路解析
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匹配网络（Matching）
• • 匹配的定义：后级输入阻抗与前级输出阻抗共扼 匹配网络的类型： L型 T型 Π型
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天线匹配的举例
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收发双工器（Diplexer）
• 收发合用一路天线，因此使用天线收发双工器（Antenna Switch）
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K 1 R1 R 2 R 0 K 1 2K R3 R0 2 K 1
衰减网络的作用
• • • 衰减网络主要是为了使输出功率符合下级输入功率的要求 利用衰减网络可以提高系统的信噪比 利用50欧姆衰减网络可以缓和前级与后级的阻抗变化
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衰减网络的应用
Coupler 输出
检波 二极管 D
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负包络检波的对二极管要求： • 检波二极管D以P极为输入端
• 检波二极管的极电容要求较小的肖特基二极管，若极电容过大，将会使负包络过多的耦合流失 到低，导致检波效果变差
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功率耦合器（Power Coupler）
• 为了达到功率控制，我们需要使用到的功率传感器就是功率耦合器，一般为 Directional Coupler。 • 它的主要参数有：详见LDC Data Sheet 耦合量（Coupling） 插入损耗（Insertion Loss） 隔离度（Isolation） 方向性（Directivity） [单位（dB）]
θv(t) 鉴相器的数学模型
低压电力线载波通信信道衰减特性测量与分析
低压电力线载波通信信道衰减特性测量与分析李松浓;胡晓锐;郑可;孙洪亮;侯兴哲;王毅【摘要】研究低压配电网信号传输衰减特性对提高电力线通信系统中物理层信号传输的稳定性和可靠性具有重要意义.通过实测低压电力线横截面积、长度及网络结构对信号传输衰减的影响,精确计量和分析了宽频带范围内信号的幅频衰减特性随电力线基础特性变化的趋势,提出利用近距离和常态T型网络模型研究电力线信道多径传输的频率选择性衰落.通过仿真和实测直观展示了电力线基础特性影响信号传输衰减的统计效果,对深刻理解和把握低压电力线信号传输特性形成的本质原因具有重要借鉴作用,为预测复杂配电网中信号传输特性提供了一种有效分析方式.%To study the attenuation characteristics of signal transmission in low voltage distribution network is very important to optimize the stability and reliability of the physical layer of signal transmission in the local communication system. This paper measures signal transmission attenuation influenced by cross-sectional area, length and network structure of low voltage power line, calculates and analyzes the amplitude frequency attenuation characteristics change with the basic properties of power line within the range of wide band accurately. The little distance and normal T type network structure models are proposed to research the frequency selective fading caused by multipath transmission of power line communication channels. Simulation and measurement statistics results of signal transmission attenuation characteristics influenced by basic characteristics are showed by diagrams intuitively. Those results are very useful for understanding and grasping the essential reasons of low voltagepower line transmission characteristics, which provides an effective analysis method for the prediction of signal transmission characteristics in complex distribution network.【期刊名称】《电力系统保护与控制》【年(卷),期】2018(046)004【总页数】8页(P99-106)【关键词】低压配电网;幅频衰减特性;电力线信道;T型网络模型【作者】李松浓;胡晓锐;郑可;孙洪亮;侯兴哲;王毅【作者单位】国网重庆市电力公司电力科学研究院,重庆 401123;国网重庆市电力公司电力科学研究院,重庆 401123;国网重庆市电力公司电力科学研究院,重庆401123;国网重庆市电力公司电力科学研究院,重庆 401123;国网重庆市电力公司电力科学研究院,重庆 401123;国网重庆市电力公司电力科学研究院,重庆 401123;国网重庆市电力公司博士后科研工作站,重庆 401123;重庆邮电大学,重庆 400065【正文语种】中文低压电力线载波通信(LV-PLC)是利用电力线作为传输介质，实现供电和同步数据传输。
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T型电阻衰减电路一．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频率围衰减倍数基本不变《2》设计一个T型网络衰减电路要求衰减倍数-60db频率要求在低频围（低于200khz）二．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π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 Ω而视频设备的特性阻抗为75Ω，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50Ω，所以射频线特两端的电阻阻值必须为50Ω，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围，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,电路图如下所示图1由阻抗关系可得)o 2//(31R R R R RI ++=-------------------------------------------（1）)I 1//(32o R R R R R ++=--------------------------------------------（2）又根据电路输入电压和输出电压关系可得RIR1RI UI -2)31(+⨯=⨯+⨯+Uo R RI UI R UI RI R RI ----------------------（3）由（1）（2）（3）关系式可推出RI UI Uo Ro RI UI UoRIUI Uo Ro RI R --⨯⨯-⨯=12)1(122-------------------------------(4)o 12)1(222R UI Uo Ro RI UI UoRI UI Uo R --⨯⨯⨯-=------------------------------------（5）12322-⨯⨯⨯=UI Uo Ro RI UI UoRI R -----------------------------------------------------(6)<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R1=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)I 1//(21RI o R R R R R ++==--------------------------------------------（7）又根据电路输入电压和输出电压关系可得RI R1RI UI -1)21(+⨯=⨯+⨯+Uo R RI UI R UI RI R RI ----------------------（8）由（7）（8）关系式可推出111+-⨯=UIUo UI Uo Ro R -------------------------------(9) 12o 222-⨯=UIUo UIUo R R -----------------------------------------------------(10)<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 ’=50Ω，(R ’为信号源部固定阻抗，与输入阻抗匹配)，要设置Ro//RL+R4=50Ω,（实现与射频线匹配）为了方便计算，这里我们取Ro=50，则RL=Ro=50Ω（负载与输出阻抗匹配），可推出R4=25Ω图3先已知RI=Ro=50Ω，衰减倍数Au1=-40db,由公式（4）（5）（6）可推出R1=R2=49.01ΩR3=1Ω<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(4)(5)(6)可推出R1=R2=998ΩR3=2Ω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频率围,实现对信号衰减-40db.2.低频T型电阻衰减网络下图是输入幅值为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围,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频率围,实现对信号衰减-60db.<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、10khz、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mV U 9.2560.274.262.254.256.258.25o =+++++= 衰减倍数db VmV UI U A O U 38)29.25log(20]log[201-≈== 输入功率W V V RI UI PI 016.05085.25.2)22(12=⨯⨯==Ω 输出功率mW V V Ro Uo Po 0017.0508m 9.25m 9.25)22(12=⨯⨯==Ω 说明该高频T 型电阻衰减网络可以在0—50Mhz 频率围衰减-38db,且衰减倍数无明显变化，在误差围满足实验要求。
另外，在测试高频T型电阻衰减网络时，用的示波器型号是DS2202 2.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由上可知，频率在0—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 围，无失真，变化幅度小于2mv则输出电压为Uo=mV U 72.2650.272.260.260.274.27o =++++=衰减倍数db 5.57)2072.26(log 20]log[202-===VmV UI Uo A U 输入功率W V V RI UI PI 05.010*******)22(22=⨯⨯==Ω输出功率mW V V Ro Uo Po 0089.010008m 9.25m 9.25)22(22=⨯⨯==Ω 说明该高频T 型电阻衰减网络可以在0—200Khz 频率围衰减-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200Ω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=200Ω形成低通滤波的截止频率为MHZ C RI o 1510210521'21f 311≈⨯⨯⨯⨯∏=⨯⨯∏=-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。
表征这一现象的最好的量化方法就是使用反射系数，反射系数是指反射信号与入射信号幅值之比，其大小为：(Z2-Z1)/ (Z2+Z1)。
Z1是第一个区域的特性阻抗，Z2是第二个区域的特性阻抗。
当信号从第一个区域传输到第二个区域时，交界处发生阻抗突变，因而形成反射例如，图a 左边是T 型网络的输出端并联一个负载，右边是一个射频线。
设射频线的特性阻抗为Z1=50Ω，而射频线左边区域的特性阻抗为Z2=RL//Ro=25Ω，由于21Z Z ,阻抗不匹配，所以电路中会出现反射现象反射系数=(Z2-Z1)/ (Z2+Z1)=（50-25）/(50+25)=33.2%输入电压为1.25V则电压反射量=1.25*33%=0.41图a 图b3.射频线的工作特性如下： Vo1为输出一个电压值，为了保证阻抗匹配，需要加匹配电阻R1=50Ω与射频线的特性阻抗R2匹配，射频头阻断了电流从Vo1流向Vo2，因此Vo1=Vo2方案改进综上可知，方案一可以试验0-50MHZ的信号衰减，然而衰减倍数却只能衰减-40db,案二可以实现更大的衰减倍数，却因此阻抗不匹配，不能用射频线，在频率高时，由于连接线上存在的等效电容和电感等会使带宽受到限制。