홍라이프 계산기파이형 감쇠기 계산기 쉽게 이해하기 — 개념과 원리
이 계산기는 시스템 임피던스와 정합을 유지하면서 신호를 원하는 dB만큼 줄이는 π(파이)형 감쇠 패드의 저항값을 구하고, 같은 역할을 하는 T형 패드 값도 보여 줍니다. 고정 감쇠기를 만드는 RF 기술자, 음향 기술자, 시험실 담당자가 씁니다.
계산 방법
K = 10^(dB/20) (전압비)
π 패드: R_병렬 = Z₀ (K + 1) ÷ (K − 1), R_직렬 = Z₀ (K² − 1) ÷ (2K)
T 패드: R_직렬 = Z₀ (K − 1) ÷ (K + 1), R_병렬 = 2K Z₀ ÷ (K² − 1)
전력비 = K², 출력 전력 비율 = 1 ÷ K²
원리
감쇠기는 두 가지를 해야 합니다. 신호를 정확한 양만큼 줄이고, 양쪽 끝에서 시스템 임피던스로 보여 반사를 만들지 않아야 합니다. π 패드는 접지로 가는 병렬 저항 두 개와 그 사이의 직렬 저항 하나로 이루어집니다. 올바른 감쇠와 입출력 정합이라는 두 조건을 풀면 위 식이 나옵니다. T 패드는 저항을 반대로 배치해 같은 일을 합니다.
예제 풀이
기본값인 10dB, Z₀ = 50Ω으로 계산합니다.
- K = 10^(10/20) = 3.1623, 전력비 = 10, 출력 비율 = 10%입니다.
- R_병렬 = 50 × 4.1623 ÷ 2.1623 = 각각 96.25Ω입니다.
- R_직렬 = 50 × (10 − 1) ÷ 6.3246 = 71.15Ω입니다.
- T 패드: 직렬 각각 25.97Ω, 병렬 35.14Ω입니다.
| 감쇠량 (dB) | 병렬 저항 R1, 각각 (Ω) |
|---|---|
| 2.5 | 349.83 |
| 5 | 178.49 |
| 7.5 | 122.92 |
| 10 | 96.25 |
| 12.5 | 81.09 |
| 15 | 71.63 |
| 20 | 61.11 |
결과 해석
가장 가까운 표준 저항값으로 반올림하되, 작은 오차도 감쇠량과 정합을 조금씩 바꾼다는 점을 기억하십시오. 높은 주파수에서는 비유도성 박막 저항이나 SMD 저항을 쓰고 리드를 짧게 합니다. 감쇠가 클수록 π 패드의 병렬 저항은 작아지고 직렬 저항은 커집니다.
흔한 실수
- 전압비를 구할 때 20 log 대신 10 log를 쓰는 경우
- 50Ω용 패드를 75Ω 시스템에 쓰는 경우
- 입력 쪽 병렬 저항과 직렬 저항의 전력 정격을 무시하는 경우
자주 묻는 질문
π 패드와 T 패드는 어떻게 다릅니까?
π는 병렬 저항 두 개와 직렬 저항 하나, T는 직렬 저항 두 개와 병렬 저항 하나이며, 둘 다 같은 임피던스에 정합할 수 있습니다.
패드는 양방향으로 작동합니까?
대칭 패드는 양방향입니다.
10dB에서 출력에 도달하는 전력은 얼마입니까?
10분의 1입니다.
패드를 이어 붙여도 됩니까?
됩니다. dB 값을 더하면 됩니다.
75Ω 시스템이면 어떻게 합니까?
Z₀에 75를 넣으면 같은 식으로 저항값이 다시 계산됩니다.
표준 저항값으로 바꾸면 얼마나 달라집니까?
저항값의 오차만큼 감쇠량과 정합이 조금 달라지므로, 정확도가 중요한 용도라면 완성한 패드를 측정해 확인하십시오.
감쇠기는 어디에 씁니까?
측정 장비 입력 보호, 신호 레벨 맞추기, 임피던스 정합 개선 등에 씁니다.
출처: Pulse Research Lab, application note "Build Your Own Custom Attenuators (Broadband and Precision)" (2012)