功率衰减器..doc

信电学院 CDIO一级项目设计说明书 （2014/2015学年第一学期） 课程名称 ： CDIO一级项目 题 目 ：基于Multisim电路设计仿真 专业班级 ： 通信工程11-02 学生姓名 ： 学 号： 指导教师 ： 设计成绩 ： 2015年1月10日 目 录 1、CDIO设计目 ………………………………………………………1 2、CDIO设计正文 ……………………………………………………1 2.1功率衰减器介绍 ………………………………………………1 2.1.1 T型功率衰减器 …………………………………………3 2.1.2 π型功率衰减器…………………………………………4 2.2 功率衰减器设计………………………………………………5 2.2.1 功率衰减器设计要求……………………………………5 2.2.3 基本设计思想……………………………………………5 2.2.4 设计步骤及仿真结果……………………………………5 4、设计心得 …………………………………………………………8 5、参考文献 …………………………………………………………8 6、附录表格 …………………………………………………………9 1、CDIO设计目的 (1)通过该项目，充分体现CDIO的教学模式，以学生为认知主体，充分调动学生的积极性和能动性，重视学生自学能力的培养。 (2)完成本项目后对本专业与社会政治经济的关系和和谐互动形成一个较清楚的认识。培养学生CDIO能力，巩固查阅文献、查课外书籍的习惯，为后续项目、课程学习等其它内容的开展打下一个良好的基础。 (3)CDIO的设计内容： ① 设计一个功率衰减器； ② 掌握T型同阻式功率衰减器和π型同阻式功率衰减器的各个参数计算； ③ 熟悉各单元电路测试点的正常参数； ④ 学习基本复杂电路的设计原理和具体方法步骤，并对其进行multism仿真； ⑤ 加深对电路设计技巧及电子电路原理的理解。 2、CDIO设计正文 2.1功率衰减器介绍 功率衰减器是一种能量损耗性射频/微波元件，元件内部含有电阻性材料。衰减器广泛用于需要功率电平调整的各种场合。 衰减器的技术指标 (1) 工作频带。衰减器的工作频带是指在给定频率范围内使用衰减器，衰减量才能达到指标值。由于射频/微波结构与频率有关，不同频段的元器件，结构不同，也不能通用。现代同轴结构的衰减器使用的工作频带相当宽，设计或使用中要加以注意。 (2) 衰减量。衰减量描述功率通过衰减器后功率的变小程度。衰减量的大小由构成衰减器的材料和结构确定。衰减量用分贝作单位,便于整机指标计算。 图1 功率衰减器模型 功率衰减 (3) 功率容量。衰减器是一种能量消耗元件,功率消耗后变成热量。可以想象，材料结构确定后，衰减器的功率容量就确定了。如果让衰减器承受的功率超过这个极限值，衰减器就会被烧毁。设计和使用时，必须明确功率容量。 (4) 回波损耗。回波损耗就是衰减器的驻波比，要求衰减器两端的输入输出驻波比应尽可能小。我们希望的衰减器是一个功率消耗元件，不能对两端电路有影响，也就是说，与两端电路都是匹配的。设计衰减器时要考虑这一因素。 衰减器的基本构成 构成射频/微波功率衰减器的基本材料是电阻性材料。通常的电阻是衰减器的一种基本形式，由此形成的电阻衰减网络就是集总参数衰减器。通过一定的工艺把电阻材料放置到不同波段的射频/微波电路结构中就形成了相应频率的衰减器。 如果是大功率衰减器,体积肯定要加大，关键就是散热设计。随着现代电子技术的发展，在许多场合要用到快速调整衰减器。这种衰减器通常有两种实现方式，一是半导体小功率快调衰减器，如PIN管或FET单片集成衰减器；二是开关控制的电阻衰减网络，开关可以是电子开关， 也可以是射频继电器。 衰减器的主要用途 控制功率电平：在微波超外差接收机中对本振输出功率进行控制，获得最佳噪声系数和变频损耗，达到最佳接收效果。在微波接收机中，实现自动增益控制，改善动态范围。 去耦元件：作为振荡器与负载之间的去耦合元件。 相对标准：作为比较功率电平的相对标准。 用于雷达抗干扰中的跳变衰减器：是一种衰减量能突变的可变衰减器，平时不引入衰减，遇到外界干扰时，突然加大衰减。 2.1.1 T型功率衰减器 图2 T型衰减器 Rs1和Rs2的传输矩阵： ……（1） Rp的传输矩阵： ……（2）