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RF 減衰器デザイナー

あらゆる減衰値とインピーダンスに対応する Pi (π) および T 減衰器パッドを設計します。E24 値に最も近い両方のトポロジの標準抵抗値を返します。

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公式

K = 10^{A/20},\ R_{1\pi} = Z_0\frac{K+1}{K-1},\ R_{2\pi} = Z_0\frac{K^2-1}{2K}

参考: Vizmuller, "RF Design Guide" (1995); Matthaei et al. (1964)

KVoltage attenuation ratio (10^(A/20))
AAttenuation (dB)
Z₀System impedance (Ω)

仕組み

RF 減衰器は、大きな歪みを生じさせずに信号電力を低減するように設計されたパッシブネットワークです。RF シグナル・コンディショニングで使用される基本的なトポロジー設計は、パイパッド構成と T パッド構成の 2 つです。これらのネットワークでは高精度の抵抗を使用して分圧を制御しているため、伝送ライン全体で高精度の電力削減が可能です。数学的な関係はインピーダンス・マッチングの原理に基づいており、信号の反射を最小限に抑え、一貫した特性インピーダンス (Z0) を維持しています。各トポロジーには独自の抵抗配置方法があります。パイパッドは並列抵抗と直列抵抗をパイの形に構成し、TパッドはT字型のネットワークを形成します。減衰係数は分圧比によって決まります。分圧比は、必要なデシベル削減量を対数変換して計算した抵抗値に依存します。

計算例

パイパッド構成を使用して、50Ωシステム用に20dBの減衰器を設計することを検討してください。まず、N = 10^ (20/20) = 10 を計算します。R1 の場合: R1 = 50 · (10-1)/(10+1) = 40.9Ω。R2 の場合:R2 = 50 · (10²-1)/(2·10) = 224.5 Ω。実際の実装では、許容誤差が 1% の標準抵抗 (R1 = 41.2Ω、R2 = 220Ω) を使用します。これらの値により、50Ωのシステムインピーダンスを維持しながら約 20 dB の減衰が得られます。ベクトル・ネットワーク・アナライザを使用して実際の性能を測定し、減衰特性とリターン・ロス特性が正確であることを確認します。

実践的なヒント

  • 一貫した性能を得るには、金属膜抵抗器または精密巻線抵抗器を使用してください
  • 期待される電力レベルと周波数範囲に対応する定格コンポーネントを選択してください
  • 動作条件全体で安定した減衰を実現するには、温度係数を考慮してください

よくある間違い

  • 抵抗の許容誤差とそれが実際の減衰性能に与える影響を無視する
  • 特定の抵抗器の電力処理能力を考慮していない
  • 高周波での寄生容量とインダクタンスを無視

よくある質問

PI パッドと T パッドの減衰器は、抵抗の構成と配置が異なります。PI パッドには並列抵抗と直列抵抗がありますが、T パッドには直列抵抗と並列抵抗の配置が異なります。
計算値から理論上のパフォーマンスが得られます。実際の実装は、コンポーネントの許容誤差、寄生効果、製造上のばらつきによって異なる場合があります。
性能は抵抗の種類とレイアウトによって異なります。高周波アプリケーションでは、反応の影響を最小限に抑えるために、特殊な部品と慎重な設計が必要です。
選択は、特定の設計要件、周波数範囲、および必要なインピーダンスマッチング特性によって異なります。各トポロジーには固有のパフォーマンス属性があります。
主な要因には、抵抗器の許容誤差、電力処理、周波数範囲、温度安定性、および寄生無効成分が含まれます。

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