在广播设备中,常常要用到衰减器。衰减器有二个作用:一是控制输入信号源的强度,使放大设备在容许的动态范围内工作;二是使放大设备的输入阻抗和信号源的输出阻抗相匹配,以减小信号传递过程中引起的失真。应当指出,即使在阻抗匹配的情况下,仅仅依靠调节信号源输出电压以适应设备的动态范围也是不够的,这是因为过分降低信号源的输出电压,势必要降低信杂比,影响放大设备的质量指标。基于上述原因,衰减器在信号传输系统,特别是在音频信号的传输系统中得到了广泛应用。
图1所示电路为常用的“T”型衰减器电路,R\(_{a}\)为串接臂电阻,Rb为并接臂电阻。在设计“T”型衰减器时,除了要求它有一定的衰减比以外,还要求衰减器的输出阻抗和设备的输入阻抗相等(设这个阻抗为R),衰减器的输入阻抗和信号源的输出阻抗也要相等(也等于R)。R这个数值被称为衰减器的特性阻抗。

根据给定的衰减比和已知的特性阻抗,我们就可以来设计衰减器了(即确定R\(_{a}\)和Rb的数值)。在图1中,设“T”型网路的输出电流为I\(_{r}\),则并接臂电阻Rb两端的电压E\(_{b}\)=(R+ Ra)·I\(_{r}\),通过Rb的电流为
I\(_{b}\)=EbR\(_{b}\)=R+Ra;R\(_{b}\)·Ir。
因信号源供出的电流为
I\(_{s}\)=Ib+I\(^{r}\)=\(\frac{R+R}{_{a}}\)+RbR\(_{b}\)·Ir,
则输入电流与输出电流之比即为“T”型网路的电流衰减比,即
N\(_{I}\)=IsI\(_{r}\)=R+Ra+R\(_{b}\);Rb……(1)
又由于衰减器的输出端电压为
E\(_{r}\)=R·Ir,
输入端电压为则电压衰减比为

因为电流衰减比N\(_{I}\)和电压衰减比NV相等,即它们均等于给定的衰减比N,所以根据(1)式和(2)式解方程,就可以求出:
R\(_{a}\)=R·(\(\frac{N-1}{N+1}\))……(3)
R\(_{b}\)=2R·(\(\frac{N}{N}\)\(^{2}\)-1)……(4)
因为人耳的听觉的适应性,与信号电压(电流)强度的对数成正比关系,所以衰减比N通常用对数单位(分贝)来表示,它们的关系是:
分贝=20l\(_{g}\)N(dB)
下面我们以最常用的特性阻抗为600欧的“T”型衰减器为例,来说明衰减器的设计和制作方法。
因为R=600欧,所以可以给定不同的衰减比,求出一系列的R\(_{a}\)和Rb值,并将这些数值填到表格中(见附表)。

实际制作时,要注意下述问题:
①R\(_{a}\)和Rb的数值不要求很准确,只要取和表列数值相近的标称电阻即可。
②可按图2那样连接电路,使R\(_{a}\)、Rb同步调节,可获得的衰减范围为0~10分贝,特性阻抗为6O0欧。

③因为衰减器传递的功率较小,流过各电阻的电流较弱,所以R\(_{a}\)、Rb均可采用小型电阻,并直接焊在刀接点上以缩小体积。刀接点要求大而平滑,同步刀要有良好的弹性以达到可靠的接触,同时应注意同步刀的宽度应大于相邻两刀接点的间距,以防调节过程中信号中断和产生杂音。
④衰减器位于放大设备的输入级,其安装位置应远离变压器,并应有良好的屏蔽措施,以避免交流感应。
⑤“T”型衰减器适于不平衡匹配的情况,如果要求平衡匹配,可将串接臂电阻分为两只,各为\(\frac{R}{_{a}}\)2,组成“H”型衰减器(如图3)。(巴彦淖尔盟广播局 冯锦)


