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
(1)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。
(2)去耦元件：作为振荡器与负载之间的去耦合元件。
(3)
(4)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)
(3)
转化为［S ］矩阵为：
(4)
[]
[]
1/10
12p R a =
[]
[][]
[]
??
?
?????????+++===p
R s R R p R R s R p R s R s R p R s R a a a a a /11/1/12/1110
1
1
1/101101
122
211211????
?????+++-=
+++=++++-+-=
+++--+=
22
211211)
21121211(212
22
2112112
212221121122
211211222221121122
21121111a a a a a a a a s a a a a s a a a a a a a a s a a a a a a a a s
衰减量：A=20lg|s21|(dB)； 端口匹配：20lg|s11|=-∞。 从而可以得到
(5)
2.1.2 π型功率衰减器
图3 π型功率衰减器
与T 型同理可以得出：
(6)
?????+-==-==11
02112010
10αααααZ s R s R Z p R A ?????-+==-==11
02121
010
10αααααZ p R p R Z s R A
2.2 功率衰减器设计 2.2.1 功率衰减器设计要求
（1）衰减为-10dB ； （2）Z1=Z2=50Ω；
（3）设计一个T 型同阻式功率衰减器； （4）设计一个π型同阻式功率衰减器。
2.2.3基本设计思想
首先根据原理确定基本的电路结构图，然后按照相关公式及给出的参数计算出所需元件的数值，在Multisim 仿真环境下搭建电路测量，满足要求即可。
2.2.4 设计步骤及仿真结果
（1）T 型同阻式设计 由公式带入参数可得：
仿真电路如图4所示。
图4 T 型功率衰减器仿真电路图
Ω
=+-==Ω=-===261
1
21351
20
1010dB 10A ααα
αa Z s R s R Z p R
A
仿真结果
仿真结果如图5、图6所示。
图5 输入端电压电流值
图6 输出端电压电流值
计算输入功率为Pin=1.002A*49.899V=49.998W ； 输出端功率为Pout=317.415Ma*15.871V=5.038W ；
计算可得A=10dB 。满足要求。 （2）π型同阻式设计 由公式带入参数可得：
???
????=-+===-==Ω
Ω9611021712101010αααααZ p R p R Z s R
A
仿真电路如图7所示。
图7 π型功率衰减器仿真电路图仿真结果
仿真结果如图8、图9所示。
图8 输入电流、电压值
图9 输出电压、电流值
经计算可得输入功率为Pin=999.997mA*50V=49.999W；
输出功率为Pout=15.812V*316.234mA=5.0W；
由
计算可得A=10dB。满足要求。
4、设计心得
本次项目任务为功率衰减器设计，按照任务要求，首先查资料，了解功率衰减器的组成、作用以及电路连接，在仿真环境里搭建出一个基本模型（T型或π型），然后计算参数，按照计算结果设定，经过调试，即可满足要求。
转眼四年就要过去，CDIO项目也做了很多个仿真，每次都有不同的收获，在此，非常感谢老师的悉心教导，虽然每次做的都很辛苦，但是，我也实实在在的学到了很多东西。
另外，在本次项目中，是我感受最深的是，在参数计算和调试过程中一定要有耐心，本来这个电路就是一项很繁琐的事情，我们要很有耐心的去计算，去调试。
最后，终于完成了我的设计任务，看着自己搭建出来的电路，心里非常高兴。
5、参考文献
[1]蔡惟铮，吴建强.常用电子元器件简明手册.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1989
[2]张风言.电子电路基础.北京：高等教育出版社，1995
[3]谢佳奎，宣月清，冯军编. 电子线路线性部分（第四版）.高等教育出版社，2009
[4]黄培根，任清褒 Multisim 10 计算机虚拟仿真实验室 [M].北京：电子工业出版社,2008:164-172.
[5] 百度文库 [OL]. https://www.doczj.com/doc/2612208774.html,/
6、附录表格
用电设备组名 称 Kx cosφtgφ 单独传动的金属加工机床： 小批生产的金属冷加工机床～ 大批生产的金属冷加工机床～ 小批生产的金属热加工机床～～～ 大批生产的金属热加工机床～ 锻锤、压床、剪床及其它锻工机械 木工机械(木加工车间内) ～～～ 液压机 生产用通风机～～～ 卫生用通风机～ 泵、活塞型压缩机、电动发电机组～ 球磨机、破碎机、筛选机、搅拌机等～～～ 电阻炉（带调压器或变压器）： 非自动装料～～～ 自动装料～～～ 干燥箱、加热器等～ 1 0工频感应电炉（不带无功补偿装置） 高频感应电炉（不带无功补偿装置） 焊接和加热用高频加热设备～ 熔炼用高频加热设备～～～ 表面淬火电炉(带无功补偿装置)： 电动发电机 真空管振荡器 中频电炉(中频机组) ～
氢气炉(带调压器或变压器) ～～～真空炉(带调压器或变压器) ～～～电弧炼钢炉变压器 电弧炼钢炉的辅助设备 点焊机(非电子行业)、缝焊机 电子行业点焊机 对焊机 自动弧焊变压器 单头手动弧焊变压器 多头手动弧焊变压器 单头直流弧焊机 多头直流弧焊机 金属、机修、装配车间、锅炉房起重机(ε=25%)～ 铸造车间用起重机(ε=25%)～ 联锁的连续运输机械 非联锁的连续运输机械～ 一般工业用硅整流装置 电镀用硅整流装置 电解用硅整流装置 红外线干燥设 备～ 1 0 电火花加工装置 超声波装置 X光设备 电子计算机主机(中频机组) ～ 电子计算机外部设备～
试验设备(仪表为主) ～ 试验设备(电热为主) ～ 磁粉探伤机 铁屑加工机械 木工机械一般木材加工 筛砂机 称量车 阀门 静电除尘器 硒整流器 稳压器 插头设备～ 排气台～ 老炼台～ 陶瓷隧道窑～ 拉单晶炉～ 赋能腐蚀设备 真空浸渍设备 科研机构的实验室及实习工厂总的电力负荷～～～大专院校的实验室及实习工厂总的电力负荷～～～一般医疗插座 给水泵和排水泵 循环水泵、油泵 剪板机～ 振动机～～～卷扬机～
非常好的滤波器基础知识 滤波器是射频系统中必不可少的关键部件之一，主要是用来作频率选择----让需要的频率信号通过而反射不需要的干扰频率信号。经典的滤波器应用实例是接收机或发射机前端，如图1、图2所示： 从图1中可以看到，滤波器广泛应用在接收机中的射频、中频以及基带部分。虽然对这数字技术的发展，采用数字滤波器有取代基带部分甚至中频部分的模拟滤波器，但射频部分的滤波器任然不可替代。因此，滤波器是射频系统中必不可少的关键性部件之一。滤波器的分类有很多种方法。例如：按频率选择的特性可以分为：低通、高通、带通、带阻滤波器等； 按实现方式可以分为：LC滤波器、声表面波/体声波滤波器、螺旋滤波器、介质滤波器、腔体滤波器、高温超导滤波器、平面结构滤波器。 按不同的频率响应函数可以分为：切比雪夫、广义切比雪夫、巴特沃斯、高斯、贝塞尔函数、椭圆函数等。 对于不同的滤波器分类，主要是从不同的滤波器特性需求来描述滤波器的不同特征。 滤波器的这种众多分类方法所描述的滤波器不同的众多特征，集中体现出了实际工程应用中对滤波器的需求是需要综
合考量的，也就是说对于用户需求来做设计时，需要综合考虑用户需求。 滤波器选择时，首先需要确定的就是应该使用低通、高通、带通还是带阻的滤波器。 下面首先介绍一下按频率选择的特性分类的高通、低通、带通以及带阻的频率响应特性及其作用。 巴特沃斯切比雪夫带通滤波器 巴特沃斯切比雪夫高通滤波器 最常用的滤波器是低通跟带通。低通在混频器部分的镜像抑制、频率源部分的谐波抑制等有广泛应用。带通在接收机前端信号选择、发射机功放后杂散抑制、频率源杂散抑制等方面广泛使用。滤波器在微波射频系统中广泛应用，作为一功能性部件，必然有其对应的电性能指标用于描述系统对该部件的性能需求。对应不同的应用场合，对滤波器某些电器性能特性有不同的要求。描述滤波器电性能技术指标有： 阶数（级数） 绝对带宽/相对带宽 截止频率 驻波 带外抑制 纹波 损耗
衰减器基础知识 同轴衰减器、射频衰减器、衰减器、高功率衰减器 衰减器，射频微波中简单的一个附件之一，要说哪个射频实验室没有，估计大家都不相信，当然，衰减器的大用户是用来衰减功率或者保护后级。 衰减器按照组成类型来分的话，主要有同轴、波导、PIN二极管等多种形式。同轴衰减器以吸收式也就是我们的衰减片为主。所以在衰减器厂商中能把衰减片做好可是一门绝活，据称一般不外传。 衰减片 先不表IC衰减器，同轴衰减器从应用类型来分，可以分为固定衰减器、手动可调衰减器、可编程衰减器等。在这里要多叨叨一句，如果是可编程衰减器，分为“make before break”（先合后断）和“break before make”（先断后合）两种。如果想衰减值之间无中断地切换的话，应该选择“make before break”类型，否则可能会出现开关切换时的开路状态哈！ 衰减器的主要射频指标 1) 频率范围：这个不用说，大家都明白，还是和其它器件一样，越高频越难做。一般6G以下除了比较高的功率外，我们倾向于认为国产品牌已经做的不错了。 2) 承载功率：这个很讲究。 大家看指标书的时候请务必看一下，标出的一般都是25℃下连续波功率。所以大家在遇到脉冲功率的时候，请务必换算一下脉冲占空比哦。 这里请大家注意哦，如果是同轴衰减器的话，因为是无源功率器件，需要考虑一个温度系数，单位为dB/℃，表征随着温度变化标称衰减值的变化量： 一般随着温度的升高，承载功率是线性下降的。所以如果衰减器的应用环境是室外的高温环境的话，请一定记得提高承载功率，否则衰减器烧毁估计就是妥妥的了。 3）衰减值 既然作为衰减器，衰减值当然是重要的了。一般我们常见到的是3,6,10,20,30,40,50dB。所以如果亲想要一个2.5dB的精密衰减器，这八成就得订做了。
1 / 5 功率衰减器参数与检测 TP-LINK 内销PE 李悦 一、概述 在无线系统测试中常常需要对从一个设备到另一个设备的信号进行衰减。例如，射频发射机测试中，涉及的功率等级常常从几瓦到几百瓦甚至上千瓦，这么大功率的信号必须得经过衰减以后才可以连接到大部分的测试设备中，否则会对测试设备有损害。一种叫做衰减器的简单电路常常能用来减少信号幅度，而且衰减器不但可以把信号电压衰减到一定值还可以对阻抗值进行变换。 衰减器的技术指标包括衰减器的工作频带、衰减量、功率容量、回波损耗等。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；衰减量是指输入信号与输出信号功率的对数值之差；功率容量就是衰减器正常工作时能够承受的最大功率损耗，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；回波损耗指的是传输信号被反射到发射端的比例，可以用驻波比来形容，对于功率衰减器，要求其两端的输入输出驻波比应尽可能小；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。 二、两个重要指标 进行衰减器设计时，最基础的两个指标要求如下： 2.1衰减量 无论构成功率衰减的机理和具体结构如何,总是可以用下图所示的二端口网络来描述衰减器。 图中,信号输入端的功率为P 1，而输出端的功率为P 2，衰减器的功率衰减量为A（dB）。若P 1、P 2以分贝毫瓦（dBm）表示,则两端功率间的关系为： 即： 可以看出，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。 2.2阻抗匹配 利用电阻构成的T 型或П型网络实现集总参数衰减器，通常情况下，衰减量是固定的，且由三个电阻值决定。两种电路拓扑下图所示。图中Z 1、 Z 2是电路输入端、 输出端的特性阻抗。 T 型功率衰减器； π型功率衰减器 1 2() ()10lg () P mW A dB P mW = (a )(b )Port ‐2 P2 Port ‐1 P1 ()()()21P dBm =P dBm -A dB
用电设备组名称Kx cosφtgφ 单独传动的金属加工机床： 小批生产的金属冷加工机床0.12～0.16 0.5 1.73 大批生产的金属冷加工机床0.17～0.2 0.5 1.73 小批生产的金属热加工机床0.2～0.25 0.55～0.6 1.51～1.33 大批生产的金属热加工机床0.25～0.3 0.65 1.17 锻锤、压床、剪床及其它锻工机械0.25 0.6 1.33 木工机械(木加工车间内) 0.2～0.3 0.5～0.6 1.73～1.33 液压机0.3 0.6 1.33 生产用通风机0.75～0.85 0.8～0.85 0.75～0.62 卫生用通风机0.65～0.7 0.8 0.75 泵、活塞型压缩机、电动发电机组0.75～0.85 0.8 0.75 球磨机、破碎机、筛选机、搅拌机等 0.75～0.86 0.8～0.85 0.75～0.62 电阻炉（带调压器或变压器）： 非自动装料0.6～0.7 0.95～0.98 0.33～0.2 自动装料0.4～0.6 0.95～0.98 0.33～0.2 干燥箱、加热器等0.7～0.9 1 0 工频感应电炉（不带无功补偿装置）0.8 0.35 2.67 高频感应电炉（不带无功补偿装置）0.8 0.6 1.33 焊接和加热用高频加热设备0.5～0.65 0.7 1.02 熔炼用高频加热设备0.8～0.85 0.8～0.85 0.75～0.62 表面淬火电炉(带无功补偿装置)： 电动发电机0.65 0.7 1.02 真空管振荡器0.8 0.85 0.62 中频电炉(中频机组) 0.65～0.75 0.8 0.75 氢气炉(带调压器或变压器) 0.4～0.5 0.85～0.9 0.62～0.48 真空炉(带调压器或变压器) 0.55～0.65 0.85～0.9 0.62～0.48 电弧炼钢炉变压器0.9 0.85 0.62 电弧炼钢炉的辅助设备0.15 0.5 1.73 点焊机(非电子行业)、缝焊机0.35 0.6 1.33 电子行业点焊机0.2 0.6 1.33 对焊机0.35 0.7 1.02 自动弧焊变压器0.5 0.5 1.73 单头手动弧焊变压器0.35 0.35 2.68 多头手动弧焊变压器0.4 0.35 2.68 单头直流弧焊机0.35 0.6 1.33 多头直流弧焊机0.7 0.7 1.02 金属、机修、装配车间、锅炉房起重机(ε=25%)0.1 ～0.15 0.5 1.73 铸造车间用起重机(ε=25%) 0.15～0.3 0.5 1.73 联锁的连续运输机械0.65 0.75 0.88 非联锁的连续运输机械0.5～0.6 0.75 0.88 一般工业用硅整流装置0.5 0.7 1.02 电镀用硅整流装置0.7 0.8 0.75
滤波器定义 Attenuation（衰减）信号在通过耗散网络或其他媒体时所导致的电压损耗（以dB 为单位）。Band Reject Filter（频带抑制滤波器）滤波器，其对一个频带的频率进行抑制而让较高或较低的频率通过。有时也称作带阻滤波器。 （带宽）带通滤波器的通带宽度是较低和较高转角频率之间的频差，诸如3 dB 点。Bandpass Filters（带通滤波器）滤波器，其让一个频带的频率通过而对较高和较低的频率进行抑制。 Bessel Function（贝塞尔函数）数学函数，用于在根本不考虑幅度响应的情况下在滤波器中产生最恒定的时间延迟。该函数十分接近于高斯函数。 Butterworth Function（巴特沃斯函数）数学函数，用于在根本不考虑时间延迟或相位响应的情况下在滤波器中产生最恒定的幅度响应。 Center Frequency（中心频率）(?0) 在标准带通滤波器中，中心频率是通过集合或算术方法计算出来的。 几何方法 算术方法 Characteristic Impedance（特征阻抗）滤波器的特征阻抗通常被认为是等于L/C，其中L 是以亨利(henry) 为单位的全系列电感应，而 C 是以法拉(farad) 为单位的总旁路电容。特征阻抗是以欧姆(ohm) 为量度的。 Chebyshev Function（切比雪夫函数）数学函数，用于生成在特定范围波动的曲线（见ripple/波纹）。这用于生成比巴特沃斯函数更接近矩形的幅度响应，但想要的相位和时间延迟特征较少。有一整套的切比雪夫函数（0.1 波纹、0.5 波纹，等等）。 Cut-Off Frequency（截止频率）( fc ) 低通滤波器中的上通带边缘或者高通滤波器中的下通带边缘。最靠近阻带的通带边缘，有时称作3 dB 点。 Decibel（分贝）(dB) 增益或衰减单位，用于表示两个电压之比。用于描述电压增益、电压损耗、性能指数或任何可以作为两个电压之比来考虑的数值。以分贝定义为20 Log (E1/E2)，其中E1 和E2 是两个电压，诸如输入和输出电压，或者峰值电压和平均电压，等等。Dissipation（耗散）滤波器中由于电阻或磁芯损耗等而发生的能量损耗。 Distortion（失真）通常是指信号遭到修改从而产生不想要的末端效应。这些修改可以是与相位、幅度和延时等有关的。正弦波失真通常定义为正弦基波成分被去除后所剩余的信号功率的百分比。 Elliptic Function（椭圆函数）一个数学函数，用于借助若干个电路元件产生最接近矩形的相位滤波器相应。椭圆函数在通带和阻带两者中都有一个切比雪夫响应。椭圆函数滤波器的相位响应和瞬态响应要比任何传统的传递函数要差。 Envelope Delay（包络延迟）调相信号在通过滤波器时，其包络的传播时间延迟。有时也称作时间延迟或群延时。包络延迟与移相响应与频率曲线之比成比例。包络延迟失真是当延时在通带区域中所有频率处并不都恒定时发生的。 Filter Q（滤波器Q）带通和频带抑制滤波器的一个重要参数: 带通与频带抑制: Q = ?o 3 dB 带宽 Gaussian Function（高斯函数）数学函数，用于设计传递阶跃功能的滤波器（零过冲，最大上升时间）。与贝塞尔函数滤波器类似。
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
耦合滤波器的功率容量分析 目录 1概述 (2) 2功率容量的仿真分析 (2) 2.1击穿场强的仿真分析 (2) 2.2最大场强的仿真分析 (3) 2.2.1整体模型仿真法 ............................................................................. 错误！未定义书签。 2.2.2单腔本征模分析法： (3) 2.2.3单腔模型对比法： (4) 3分析举例 (6) 第1页,共7页
1 2 概述 射频带通滤波器通常由多个谐振器以及相互之间的耦合构成，为了能够产生传输零点，通常需要不相邻的两个谐振器之间的耦合，这种不相邻的耦合称作交叉耦合。本文主要介绍交叉耦合滤波器的电路模型分析与综合方法。 3 功率容量的仿真分析 滤波器输入功率越高，内部场强越大，当内部电场强度超过击穿场强时，将引起气体电离导通，形成短路，大功率在内部释放，产生的热量同时使得空气温度升高，加速气体的电离，形成恶性循环。对于镀银的同轴腔滤波器来说，热量使得表面温度升高，导致镀银层迅速氧化，形成氧化银黑点。 已知击穿场强b E ，和1瓦功率输入时的滤波器内部最大场强m E ，从电磁原理可知，滤波器输入功率和内部场强的平方成正比，滤波器的功率容量为： 公式1. 2 ??? ? ??=b m E E P 3.1 击穿场强分析 击穿场强b E （V/m ）主要和温度e T （℃）、气压a P （毫米汞柱）、峰值功率持续时间p τ（秒）、频率ω（Hz ），有效距离eff L （cm ）密切相关。
公式2. 16 3 226222064000101375??? ? ????++??????+=p eff c b p L p v p E τω 式中， 公式3. ???? ? ?=+=p v T P p c e a 9105273273 3.2 最大场强的仿真分析 滤波器最大场强的仿真有两个途径： 一是通过滤波器的模型综合，结构尺寸综合获得整个滤波器的精确尺寸，把滤波器的整个结构模型放入电磁仿真软件（HFSS ，CST 等）去仿真，分析得到内部最大场强，HFSS 缺省的输入功率是1瓦，这种分析方法称作整体模型分析法。该方法直接准确，对于小模型的滤波器比较适用，比如单个谐振腔的滤波器，对于复杂的多腔滤波器来说，一方面准确的结构尺寸模型很难获得，另一方面HFSS 仿真处理能力有限，复杂模型仿真精度低，花费时间长而得不到精确的结果，所以该方法通常不使用。 二是电路模型等效法，先通过滤波器的电路模型，分析输入功率1瓦时各个谐振腔的功率（储能和谐振频率乘积），再使用电磁仿真软件分析单个谐振腔的谐振频率、储能和最大场强，对比最大场强和击穿场强，得到单个谐振腔的最大功率。由于使用了等效的滤波器电路模型，以及只仿真了单个腔的结构模型，所以仿真结果上存在一定的偏差，通过后面的分析和试验验证，这种方法是快捷且行之有效的。 单个谐振腔的最大场强获取有本征模仿真法和单谐振腔滤波器仿真法，下面分别详细介绍。 3.2.1 单腔本征模仿真 这里以HFSS 为例，介绍单腔本征模仿真法分析单个谐振腔的功率容量。仿真模型如下图所示，方腔40（W ）×40（W ）×28（H ）。谐振杆尺寸Φ14×24，谐振盘尺寸Φ30×2，谐振杆内孔尺寸Φ12×15，调谐螺钉Φ6×10，顶部帽和上盖板间距是2，调谐螺钉和谐振盘边缘倒角1，所有尺寸单位是mm 。谐振腔对称性，这里只仿真一半结构，对称面设为对称H 面边界条件。
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。除了常用的电阻性固定衰减器外，还有电控快速调整衰减器。衰减器广泛使用于需要功率电平调整的各种场合。 原理 1.技术指标工作频带 2.衰减量 3.功率容量 4.回波损耗 5.功率系数 6.基本构成 7.主要用途 8.相关参数 9.种类位移型光衰减器 10.薄膜型光衰减器 11.衰减片型光衰减器 12.注意事项原理 13.技术指标工作频带 14.衰减量 15.功率容量 16.回波损耗 17.功率系数 18.基本构成 19.主要用途 20.相关参数 21.种类位移型光衰减器 22.薄膜型光衰减器 23.衰减片型光衰减器 24.注意事项 原理: 衰减器是在指定的频率范围内，一种用以引入一预定衰减的电路。一般以所引入衰减的分贝数及其特性阻衰减器抗的欧姆数来标明。在有线电视系统里广泛使用衰减器以便满足多端口对电平的要求。如放大器的输入端、输出端电平的控制、分支衰减量的控制。衰减器有无源衰减器和有源衰减器两种。有源衰减器与其他热敏元件相配合组成可变衰减器，装置在放大器内用于自动增益或斜率控制电路中。无源衰减器有固定衰减器和可调衰减器。 技术指标 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，衰减器才能达到指标值。由于射频/
微波数字衰减器结构与频率有关，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。 衰减量 无论形成功率衰减的机理和具体结构如何，总是可以用下图所示的两端口网络来描述衰减器。图中，信号输入端的功率为P1，而输出端得功率为P2，衰减器的功率衰减量为A （dB）。若P1 、P2 以分贝毫瓦（dBm）表示，则两端功率间的关系为P2（dBm）＝P1（dBm）－A（dB）可以看出，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。 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。 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。 功率系数 当输入功率从10mW变化到额定功率时，衰减量的变化系数表示为dB/（dB*W）。衰减量的变化值的具体算法是将系数乘以总衰减量功率（W）。如：一个功率容量50W，标称衰减量为40dB的衰减器的功率系数为0.001dB/（dB*W），意味着输入功率从10mW加到50W时，其衰减量会变化0.001*40*50=2dB之多！ 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大功率衰减器种基本形式，由此形成的电阻衰减器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。 衰减器有以下基本用途：1) 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，获得光敏衰减器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。2) 去耦元件：作为振荡器与负载之间的去耦合元
表3-5 民用建筑照明负荷需要系数 建筑物名称需要系数(Kd) 备注 单身宿舍楼~ 一开间内I一2盏灯，2一3个插座 一般办公楼~一开间内2盏灯，2一3个插座 高级办公楼~ 科研楼一开间内2盏灯，2一3个插座 发展与交流中心~ 教学楼三开间内6-11灯，1一2个插座 图书馆~ 毛儿所、幼儿园 小型商业·务业用房 综合商业、服务楼 食堂、餐厅 高级餐厅~ 一般旅馆、招待所~ 一开间I盏灯，2一3个插座，集中卫生间高级旅馆、·招待所带卫生间 旅游宾馆单间客房4一5盏灯，4一6个插座 电影院、文化馆~ 剧场~ 礼堂~ 体育练习馆~ 体育馆 展览厅 门诊楼~ 一般病房楼 高级病房楼 锅炉房 负荷分级及其供电要求 表3-1 民用建筑常用重要电力负荷分级. 序号建筑物名称用电负荷名称 负荷等级 备注 二一特别重要
级级负荷 1高层普通住宅、高层宿 舍 客梯、生活泵、主要通道照明√ 2部、省级办公楼、全空 调涉外办公楼，超高层 公楼、综合楼)，使馆 和大使馆官邸。 主要办公室、会议室，总值班室、档案室及主要 通道的照明、客梯 √（√) (√)如设有 应急电源设 备，可根据 需要处理 机要室、电报房、电子计算机系统的电源√ 3国宾馆、大会堂、国际 会议中心 地方厅、总值班室及主要通道照明、厨房√ 主会场、接见厅、宴会厅、电梯。电声、录像、 电子计算机系统的电源 √ 4四、五星饭店地下污水泵电源. √经营管理及备管理用电子计算机系统电源; 宴会 厅。电声、·新闻摄影、录像电源、宴会厅、餐 厅·娱乐厅、高级客房、康乐设施、厨房及主要通 道的照明。水泵、厨房的部分电力及其余客梯 √
民用建筑照明负荷需要系数 表3-5 民用建筑照明负荷需要系数 建筑物名称需要系数(Kd) 备注 单身宿舍楼~ 一开间内I一2盏灯，2一3个插座 一般办公楼~一开间内2盏灯，2一3个插座 高级办公楼~ 科研楼一开间内2盏灯，2一3个插座 发展与交流中心~ 教学楼三开间内6-11灯，1一2个插座 图书馆~ 毛儿所、幼儿园 小型商业·务业用房 综合商业、服务楼 食堂、餐厅 高级餐厅~ 一般旅馆、招待所~ 一开间I盏灯，2一3个插座，集中卫生间高级旅馆、·招待所带卫生间 旅游宾馆单间客房4一5盏灯，4一6个插座 电影院、文化馆~ 剧场~ 礼堂~ 体育练习馆~ 体育馆 展览厅 门诊楼~ 一般病房楼 高级病房楼 锅炉房 负荷分级及其供电要求 民用建筑常用重要电力负荷分级（见表3-1 ） 表3-1 民用建筑常用重要电力负荷分级. 序号建筑物名称用电负荷名称 负荷等级 备注 二 级 一 级 特别重要 负荷
1高层普通住宅、高层宿 舍 客梯、生活泵、主要通道照明√ 2部、省级办公楼、全空 调涉外办公楼，超高层 公楼、综合楼 )，使馆和 大使馆官邸。 主要办公室、会议室，总值班室、档案室及主要 通道的照明、客梯 √（√) (√)如设有 应急电源设 备，可根据 需要处理 机要室、电报房、电子计算机系统的电源 √ 3国宾馆、大会堂、国际 会议中心 地方厅、总值班室及主要通道照明、厨房√ 主会场、接见厅、宴会厅、电梯。电声、录像、 电子计算机系统的电源 √ 4四、五星饭店地下污水泵电源. √经营管理及备管理用电子计算机系统电源; 宴会 厅。电声、·新闻摄影、录像电源、宴会厅、餐 厅·娱乐厅、高级客房、康乐设施、厨房及主要通 道的照明。水泵、厨房的部分电力及其余客梯 √
腔体带通滤波器功率容量预测方法 摘要——本文介绍了一种新的带通腔体滤波器功率容量的预测方法。对于一个给定的滤波器结构，在输入功率固定的条件下，每一个腔体的储能与输入功率有固定的比例关系；滤波器腔体储能又与腔体中电场的最大场强之间有特定的比例关系。因此，滤波器的输入功率与滤波器腔体最大场强之间可以建立直接联系。 关键词 带通 腔体滤波器 功率容量 储能 输入功率 1 引 言 关于滤波器的功率容量问题由来已久。随着未来3G 与4G 系统的诞生，滤波器性能也将不段提高。对于功率的要求显得越发重要。正确预测滤波器的功率容量，能够避免在滤波器投入使用时因功率过大造成击穿。带来不必要的损失。在文献[1]中，给出了一种计算谐振腔储能与场强之间的关系，进而计算滤波器的功率容限。但是其只能针对特定腔体进行计算。文献[2]中，讨论了群时延与功率容量的关系，但其计算复杂。本文根据前人的经验，结合滤波器等效电路与单谐振腔模型，对滤波器功率容量问题做了准确的预测，能够更方便的指导工程应用。 2 谐振器储能与最大场强的关系 谐振腔的固有品质因数定义为谐振腔处于谐振状态时，腔内的总储能与一个周期内腔体的损耗之比： s s P W W W Q 002ωπ == (1) 其中的W 表示谐振器的总的储能，s W 表示谐振腔在一个周期中的能量损耗，s P 表示一个周期内谐振腔的平均功率损耗。对于储能W 来说，是电场储能与磁场储能的总和： W=W e +W m (2) 由于谐振腔内电磁场以纯驻波的形式存在，电场和磁场之间有2/π的相位差，这就是说，当腔内电场在某一时刻达到最大值时，磁场将为零，而电场最大，经过四分之一个周期后，电场达到最大值，磁场为零。因此，储能的表达式又可以写成： dv E W W v e ?==2 max ,2 1ε （3） dv H W W v m ?==2max ,2 1 μ （4） 通过（4）式，又可以得到储能与平均功耗之间的关系： 0Q W P s ω= （5） 在具体的腔体结构中，电场的分布是与腔体的结构存在关系的。将电场的分布表示为如
1功率容量仿真 1.1 不同级数滤波器功率容量的仿真 以下各图为4 ~8级切比雪夫滤波器的响应曲线和各谐振腔所承受的功率。其中心频率均为1950MHz ，带宽均为100MHz ，回波损耗均为20dB ，输入功率均为40dBm 。 1.85 1.90 1.95 2.00 2.05 1.80 2.10 -40-30-20-10 -500 freq, GHz d B (S (1,1)) d B (S (2,1)) 1.91E9 1.93E9 1.95E9 1.97E9 1.99E91.89E9 2.01E9 34363840 32 42 fr d B m (v 1[::,1]) d B m (v 2[::,1])d B m (v 3[::,1])d B m (v 4[::,1]) 1.85 1.90 1.95 2.00 2.05 1.80 2.10 -50-40-30-20-10 -60 freq, GHz d B (S (1,1)) d B (S (2,1)) 1.91E9 1.93E9 1.95E9 1.97E9 1.99E9 1.89E9 2.01E9 35 40 3045 fr d B m (v 1[::,1]) d B m (v 2[::,1])d B m (v 3[::,1])d B m (v 4[::,1])d B m (v 5[::,1]) 1.85 1.90 1.95 2.00 2.05 1.80 2.10 -60 -40 -20 -800 freq, GHz d B (S (1,1)) d B (S (2,1)) 1.91E9 1.93E9 1.95E9 1.97E9 1.99E9 1.89E9 2.01E9 35 40 3045 fr d B m (v 1[::,1]) d B m (v 2[::,1])d B m (v 3[::,1])d B m (v 4[::,1])d B m (v 5[::,1])d B m (v 6[::,1]) 1.85 1.90 1.95 2.00 2.05 1.80 2.10 -80-60-40-20 -100 0freq, GHz d B (S (1,1)) d B (S (2,1)) 1.91E9 1.93E9 1.95E9 1.97E9 1.99E9 1.89E9 2.01E9 35 40 3045 fr d B m (v 1[::,1]) d B m (v 2[::,1])d B m (v 3[::,1])d B m (v 4[::,1])d B m (v 5[::,1])d B m (v 6[::,1])d B m (v 7[::,1])
10W 射频同轴衰减器 同轴衰减器、射频衰减器、高频衰减器、高功率衰减器、同轴终端、同轴负载 同轴衰减器： ● 频率范围0至26.5GHz,高达2000W 功率 ● 应用于民用,军事,航天,空间技术等 ● 低插损,高隔离度,高功率 ● 可按客户要求订制生产 10W 固定同轴衰减器指标参数： DC-3GHz 、DC-6GHz 同轴衰减器具体指标参数：
10W同轴衰减器规格尺寸：
10W同轴衰减器实物图： 100W同轴衰减器实物图： 关于同轴衰减器的概述： 衰减器是在指定的频率范围内，一种用以引入一预定衰减的电路。一般以所引入衰减的分贝数及其特性阻抗的欧姆数来标明。在有线电视系统里广泛使用衰减器以便满足多端口对电平的要求。如放大器的输入端、输出端电平的控制、分支衰减量的控制。衰减器有无源衰减器和有源衰减器两种。有源衰减器与其他热敏元件相配合组成可变衰减器，装置在放大器内用于自动增益或斜率控制电路中。无源衰减器有固定同轴衰减器和可调衰减器。
衰减器是由电阻性材料构成。通常的电阻是同轴衰减器的一种基本形式，由此形成的电阻衰减器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。 优译主要生产： 同轴隔离器、嵌入式（带线）隔离器、宽带隔离器、双节隔离器、表面封装（SMT）隔离器、微带（基片）隔离器、波导隔离器、高功率隔离器、同轴环形器、嵌入式（带线）环形器、宽带环形器、双节环形器、表面封装（SMT）环形器、微带（基片）环形器、波导环形器、高功率环形器、同轴衰减器、同轴终端（负载）、滤波器、放大器、功分器、电桥、定向耦合器、波导同轴转换、双工器/三工器等微波通讯产品，更多产品可参考优译官网：https://www.doczj.com/doc/2612208774.html,
70A交流输入滤波器设计原则、网络结构、 参数选择和工艺特点 1设计原则——满足最大阻抗失配 因为滤波器设计的原则是最大程度地满足阻抗失配原则。对于EMI信号，电感是高阻的，电容是低阻的，所以，电源EMI滤波器与源或负载的端接应遵循下列原则：如果源内阻或负载是阻性或感性的，与之端接的滤波器接口就应该是容性的。如果源内阻或负载是容性的，与之端接的滤波器接口就应该是感性的。具体到我所电源的实际电路来说源内阻一般为交流电网，对于交流电网来说，火线与中线之间是低阻抗的。所以与之端接的滤波器接口就应该是感性的。而负载为高阻抗的。所以与之端接的滤波器接口就应该是容性的。我所自制的滤波器均是遵循这个原则设计的。 2网络结构 EMI信号包括共模干扰信号CM和差模干扰信号DM，CM和DM的频率分布大概以1MHz为分界线。1MHz以下的干扰频率以差模干扰为主，1MHz以上的干扰频率以共模干扰为主。以往我所电源的传导测试主要的超标点一个是20KHz附近（可控硅电路的干扰），另一个是130KHz附近（PFC电路的开关频率）。主要是以差模干扰为主。所以3KW模块化电源（战术互连网）控制箱70A市电输入滤波器的设计重点在滤除差模干扰。网络结构采用3级滤波电路（两级差模带一级共模），这样可以减少源阻抗及负载阻抗对滤波电路的影响。具体原理图如下：
差模电感磁芯材料的选取原则——从以下几个方面考虑：第一，性价比高；第二，磁芯材料的频率范围要宽，要保证最高频率在1GHz，即在很宽的频率范围内有比较稳定的磁导率；第三，磁导率高，电感量大。但是在实际使用中很难满足这些要求，因为磁导率越高磁芯材料越容易饱和。即当滤波电感工作在大电流条件下时，由于直流磁化的影响，电感趋向于饱和，电感量会随着工作电流增加而迅速减小。所以要求磁芯材料在工作电流变化时引起电感值的变化越小越好。就是说要求磁芯的直流磁化影响较小，即具有某种恒磁导特性。所以，磁导率往往是分段考虑的。即在条件允许的情况下一个滤波器中既有磁导率高的磁芯材料又有磁导率低的磁芯材料。磁导率高的磁芯材料满足电感值的要求，磁导率低的磁芯材料满足大电流工作的要求。磁导率高的磁芯材料一般选用铁硅铝材料。这是因为铁硅铝材料的磁导率在10KHz-10MHz的频率范围内能够保持恒定。磁导率低的磁芯材料一般选用开气隙的铁基非晶材料。这是由于开了气隙的磁芯材料不宜磁饱和。 电感量的估算——考虑阻抗和频率及经验。共模电感一般取值1.5－5 mH，差模电感一般取值为 50－100uH。 因本滤波器是市电输入滤波器，设计时主要考虑用它滤除可控硅电路产生的20KHz附近的干扰，所以共模电感取值 2mH。差模电感取值为 70uH。为保证滤波器能在满载工作情况下顺利通过传导测试，则差模电感在满载工作情况下应不小于50uH，即要求恒磁导特性为
电力滤波技术简介 随着大量电力电子装置在电网的投入运行，谐波已被公认为电力系统的“污染”和“公害”，谐波问题以及谐波的治理问题随着电力系统的发展愈来愈引起广泛的关注。目前谐波治理的方法主要有无源滤波技术和有源滤波技术两种。 一、有源滤波器与无源滤波器 有源电力滤波器（APF）是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置，它能够对大小和频率都变化的谐波以及变化的无功进行补偿，之所以称为有源，顾名思义该装置需要提供电源，其应用可克服LC滤波器等传统的谐波抑制和无功补偿方法的缺点（传统的只能固定补偿），实现了动态跟踪补偿，而且可以既补谐波又补无功；三相电路瞬时无功功率理论是APF发展的主要基础理论；APF有并联型和串联型两种，前者用的多；并联有源滤波器主要是治理电流谐波，串联有源滤波器主要是治理电压谐波等引起的问题。有源滤波器同无源滤波器比较，治理效果好，主要可以同时滤除多次及高次谐波，不会引起谐振，但是价位相对高！目前有源滤波器能滤到50次谐波; 无源滤波器只能针对3，5，7，9等几次谐波。 无源滤波装置是目前应用最为广泛的谐波抑制手段，它是按照希望抑制的谐波次数专门量身制造的，采用电感、电容的调谐原理，将谐波陷落在滤波器中，以减少对电网的注入。无源滤波装置结构简单，成本较低，技术已比较成熟，但是也存在着难以克服的缺陷： 1、滤波特性受系统参数的影响较大，极易与系统或者其它滤波支路发生串并联谐振。 2、只能消除特定的几次谐波，而对其他的某次谐波则会产生放大作用 3、滤波、无功补偿、调压等要求之间有时难以协调 4、谐波电流增大时，滤波器负担随之加重，可能造成滤波器过载，甚至损坏设备。 5、有效材料消耗多，体积大 有源滤波技术作为一种新型的谐波治理技术，是消除谐波污染、提高电能质量的有效工具，与无源滤波技术相比，有着无可比拟的优势，主要表现在以下几个方面。 1、实现了动态补偿，可对频率和大小均变化的无功功率进行补偿，对补偿对象的变化有极快的响应速度； 2、有源滤波装置是一个高阻抗电流源，它的接入对系统阻抗不会产生影响，因此此类装置适合系列化，规模化生产； 3、当电网结构发生变化时装置受电网阻抗的影响不大，不存在与电网阻抗发生谐振的危险，同时能抑制串并联谐振 4、补偿无功功率时不需要储能元件，补偿谐波时所需要的储能元件不大 5、用同一台装置可同时补偿多次谐波电流和非整数倍次的谐波电流，既可以对一个谐波和无功源进行单独补偿，也可对多个谐波和无功源进行集中补偿 6、当线路中的谐波电流突然增大时有源滤波器不会发生过载，并且能正常发挥作用，不需要与系统断开 7、装置可以仅输出所需要补偿的高次谐波电流，不输出基波无功功率，不但减小了有源滤波器的总容量，还可以避免轻负荷时发生无功倒送现象。 二、有源滤波器目前使用状况： 目前的有源滤波器均以低压为主，高压有源滤波器技术已经成熟，但是实际应用
题目：衰减器的特性学院：电子工程
一、实验目的 1.了解衰减器的特性，掌握衰减器的测量方法。 2.学会测量衰减器的幅频特性 二、实验设备 1.微波信号发生器 2.衰减器 3.频谱分析仪 三、实验原理 功率衰减器是能量损耗性射频/微波元件，元件内部含有电阻性材料。衰减器是在指定的频率范围内，一种用以引入一预定衰减的电路。一般以所引入衰减的分贝数及其特性阻抗的欧姆数来标明。 四、实验操作步骤 衰减特性测量 1.设置微波信号发生器输出指定频率和功率的单载波信号（如850MHz、-20dBm）。 2.将输入输出电缆短接。用频谱分析仪测量衰减器的输入信号电平，测试数据记录到表格1中。 3.接入被测衰减器。用频谱分析仪测量衰减器的输出信号电平，计算衰减器的衰减量以及与标称值得误差，测试数据记录到表格1中。 分析： 因为我们本次实验使用的衰减器是PIN衰减器，上面标明的衰减量为>=10dB,而实际上要求用的衰减器其衰减量为10dB，因此在计算标称误差的时候，是以标准衰减量10dB来计算的。可见：误差在允许的范围内可以被接受。 幅频特性测量 1.设置微波信号发生器输出指定频率和功率的单载波信号（如850MHz、-20dBm）。 2.将输入和输出电缆短接。用频谱分析仪测量并记录衰减器的输入信号电平。 3.接入被测衰减器。设置频谱分析仪的中心频率为指定频率（如850MHZ），设置合适的扫描带宽（如100MHZ），适当调整参考电平使频谱图显示在合适的位置。 4.设置频谱分析仪的轨迹为最大保持功能（Trace->Trace type Max hold）.
5.按照一定的步进（如0.1MHZ），用手动旋钮在指定的频率范围内（如830~870MHZ），调整微波信号发生器的输出频率,在频谱分析仪上显示幅频特性曲线。 6.根据频谱分析仪显示的幅频特性曲线，测量并计算衰减器在指定频带内的最小 最小衰减量=衰减器输入信号电平-衰减后最大输出电平 幅频特性=最小衰减量/带宽 四、实验总结 本实验计算量不大，但是需要时间熟悉频谱分析仪的使用，尤其是调频谱分析仪会比较麻烦。总体来说，整个实验还是很顺利的，队友分工明确，很轻松的完成了实验。
无源滤波器:这种电路主要有无源元件R、L和C组成。 有源滤波器:集成运放和R、C组成,具有不用电感、体积小、重量轻等优点。集成运放的开环电压增益和输入阻抗均很高,输出电阻小,构成有源滤波电路后还具有一定的电压放大和缓冲作用。但集成运放带宽有限,所以目前的有源滤波电路的工作频率难以做得很高。 无源滤波装置 该装置由电容器、电抗器,有时还包括电阻器等无源元件组成,以对某次谐波或其以上次谐波形成低阻抗通路,以达到抑制高次谐波的作用;由于SVC的调节范围要由感性区扩大到容性区,所以滤波器与动态控制的电抗器一起并联,这样既满足无功补偿、改善功率因数,又能消除高次谐波的影响。 国际上广泛使用的滤波器种类有:各阶次单调谐滤波器、双调谐滤波器、二阶宽颇带与三阶宽频带高通滤波器等。 1单调谐滤波器:一阶单调谐滤波器的优点是滤波效果好,结构简单;缺点是电能损耗比较大,但随着品质因数的提高而减少,同时又随谐波次数的减少而增加,而电炉正好是低次谐波,主要是2~7次,因此,基波损耗较大。二阶单调谐滤波器当品质因数在50以下时,基波损耗可减少20~50%,属节能型,滤波效果等效。三阶单调谐滤波器是损耗最小的滤波器,但组成复杂些,投资也高些,用于电弧炉系统中,2 次滤波器选用三阶滤波器为好,其它次选用二阶单调谐滤波器。 2高通(宽频带滤波器,一般用于某次及以上次的谐波抑制。当在电弧炉等非线性负荷系统中采用时,对5次以上起滤波作用时,通过参数调整,可形成该滤波器回路对5次及以上次谐波的低阻抗通路。 有源滤波器 虽然无源滤波器具有投资少、效率高、结构简单及维护方便等优点,在现阶段广泛用于配电网中,但由于滤波器特性受系统参数影响大,只能消除特定的几次谐波,而对某些次谐波会产生放大作用,甚至谐振现象等因素,随着电力电子技术的发展,人们将滤波研究方向逐步转向有源滤波器(Active PowerFliter,缩写为APF。APF即利用可控的功率半导体器件向电网注入与谐波源电流幅值相等、相位相反的电流,使电源的总谐波电流为零,达到实时补偿谐波电流的目的。它与无源滤波器相比,有以下特点: a.不仅能补偿各次谐波,还可抑制闪变,补偿无功,有一机多能的特点,在性价比上较为合理; b.滤波特性不受系统阻抗等的影响,可消除与系统阻抗发生谐振的危险; c.具有自适应功能,可自动跟踪补偿变化着的谐波,即具有高度可控性和快速响应性等特点