Калькулятор Пи-аттенюатора

Рассчитайте согласованные резисторы Пи-аттенюатора, отношение напряжений и вносимые потери для ВЧ- и аудиосистем.

Спроектируйте симметричное Пи-звено из трёх резисторов для одинаковых импедансов источника и нагрузки.

Импеданс системы (Ω)

Ослабление (dB)

О проектировании Пи-аттенюатора

Пи-аттенюатор — пассивная цепь из трёх резисторов, напоминающая греческую букву пи. Два шунтирующих резистора соединяют входной и выходной узлы с землёй, а один последовательный соединяет эти узлы между собой. Цепь снижает напряжение и мощность сигнала, обеспечивая нужный импеданс на обоих портах. Она полезна между согласованными ВЧ-каскадами, измерительными приборами, аудиосхемами и линиями передачи. Калькулятор проектирует симметричное звено с одинаковыми импедансами источника и нагрузки. Ослабление в децибелах преобразуется в коэффициент отношения напряжений K по формуле K = 10 в степени (ослабление, делённое на 20). Каждый шунтирующий резистор равен Z, умноженному на (K + 1) и делённому на (K - 1). Последовательный резистор равен Z, умноженному на (K в квадрате - 1) и делённому на 2K. Отображаемое отношение напряжений равно 1, делённому на K. Согласование важно, поскольку произвольный резистивный делитель меняет импеданс, видимый источником и нагрузкой. Если линия не нагружена на своё волновое сопротивление, отражения могут искажать ВЧ-измерения и уменьшать передаваемую мощность. Правильно рассчитанное звено сохраняет номинальный импеданс при корректной нагрузке обоих концов. Обычно используют 50 Ω для ВЧ-приборов, 75 Ω для видео и кабельных систем или 600 Ω в старых аудиоинтерфейсах. Реальные резисторы имеют допуски, паразитную индуктивность и ёмкость. Выбирайте доступные номиналы, близкие к расчётным, затем оценивайте получившееся ослабление и возвратные потери. Для точных схем обычно предпочтительны тонкоплёночные резисторы с малым допуском. На высоких частотах размер корпуса и разводка становятся частью цепи: короткие соединения, сплошная земля и симметричное размещение уменьшают нежелательную реактивность. Вся рассеиваемая мощность сигнала превращается в тепло на резисторах. Проверяйте допустимую мощность каждого компонента, особенно при малом ослаблении или высокой входной мощности. Этот идеальный калькулятор предполагает одинаковые чисто активные импедансы и не моделирует частотную характеристику, неравные нагрузки портов, реактивные нагрузки или максимальную мощность. Проверьте реальный проект моделированием цепи или анализатором сетей во всей рабочей полосе.

Примеры Пи-аттенюаторов

50 Ω, 6 dB	Шунтирующий 150.48 Ω; последовательный 37.35 Ω	Типичное снижение уровня ВЧ-сигнала.
75 Ω, 10 dB	Шунтирующий 144.37 Ω; последовательный 106.73 Ω	Согласованное звено для видеосистемы.
50 Ω, 20 dB	Шунтирующий 61.11 Ω; последовательный 247.50 Ω	Сильное ослабление требует большого последовательного сопротивления.

Как рассчитать Пи-аттенюатор

Введите одинаковый для источника и нагрузки импеданс системы.
Введите нужное положительное ослабление в децибелах.
Нажмите «Рассчитать резисторы» и запишите два одинаковых шунтирующих номинала и последовательный номинал.
Выберите доступные прецизионные резисторы и проверьте потери и допустимую мощность.

Вопросы о Пи-аттенюаторах

Равны ли два шунтирующих резистора?

Да, калькулятор проектирует симметричное звено для равных импедансов источника и нагрузки. Для разных импедансов нужны другие формулы и обычно разные шунтирующие номиналы.

Можно ли использовать стандартные номиналы резисторов?

Если точных значений нет, выбирайте ближайшие доступные прецизионные номиналы. Смоделируйте или измерьте ослабление и возвратные потери, поскольку округление меняет оба параметра.

Почему ослабление должно быть больше нуля?

При нуле децибел идеальные шунтирующие сопротивления становятся бесконечными, а последовательное — нулевым. Это просто прямое соединение, а не аттенюатор.

Выдерживает ли звено большую мощность?

Формулы определяют сопротивления, но не допустимую мощность компонентов. Рассчитайте рассеяние по входной мощности и примените подходящее снижение допустимой нагрузки с учётом температуры.