電阻式衰減器(Pad)計算機
輸入衰減量(dB)與阻抗(信號源與負載相同),即可得到 T 型 pad 與 π 型 pad 的電阻值。
涵蓋的電路
本計算機僅涵蓋信號源阻抗與負載阻抗相等(Z₀)的對稱電阻式衰減器。它會同時顯示 T 型 pad 與 π 型 pad。兩者的設計都使得從輸入端與輸出端看進去的阻抗皆為 Z₀。阻抗視為純電阻。
**不涵蓋:**L 型 pad(用於輸入與輸出阻抗不同的最小損耗 pad)、橋接 T 型 pad、平衡式 pad(H 型與 O 型)、信號源與負載阻抗不同的情況,以及複數阻抗(會隨頻率變化)。
公式
令 K = 10^(衰減量 ÷ 20)(電壓比)。因為信號源與負載阻抗相等,功率比的 dB 值是同一個數字(功率比為 K²)。
| 電路 | 電阻 | 公式 |
|---|---|---|
| T 型 pad | 串聯 R₁(兩個,相等) | Z₀ × (K − 1) ÷ (K + 1) |
| T 型 pad | 並聯 R₂(中間) | 2 × Z₀ × K ÷ (K² − 1) |
| π 型 pad | 並聯 R₃(兩個,相等) | Z₀ × (K + 1) ÷ (K − 1) |
| π 型 pad | 串聯 R₄(中間) | Z₀ × (K² − 1) ÷ (2 × K) |
若令 K = 1 ÷ A,這些公式與一份說明性參考資料(維基百科「Attenuator (electronics)」,其以 A = 10^(−Loss/20) 表示)中的公式相符。該參考資料所引用的 pad 相關書籍並未查閱。
K 以浮點運算求得,再轉換為 15 位有效數字的分數;電阻值隨後再由該分數精確計算(當衰減量為 20 dB 的倍數時,K 為 10 的冪次,是精確值)。衰減量必須在 0.01 到 100 dB 之間,因為衰減量很小時,K − 1 會變得極小而損失位數。數值以 7 位有效數字顯示。**電阻值不會四捨五入到標準電阻系列(例如 E24)。**實際上您會選用數值相近的電阻,衰減量與阻抗便會與設計值略有偏差。
範例
Z₀ = 50 Ω、10 dB(K ≈ 3.1623)時:
| 電阻 | 數值 |
|---|---|
| T 型 pad R₁(串聯) | 約 25.97 Ω |
| T 型 pad R₂(並聯) | 約 35.14 Ω |
| π 型 pad R₃(並聯) | 約 96.25 Ω |
| π 型 pad R₄(串聯) | 約 71.15 Ω |
注意事項
- 這些是純電阻的理論值。容許誤差、額定功率、溫度與頻率特性都未納入考量,而且不會計算額定功率。
- **連接至擴大機、喇叭或電源供應器時的安全與運作不受保證。**請遵循設備手冊與製造商的指示。
- **用電安全:**有觸電、火災與短路的風險。涉及高電壓、大電流、市電或擴大機輸出的作業,請由具備資格的人員進行。
- 比值與 dB 之間的換算,請參閱分貝計算機。電壓、電流、功率與電阻的關係,請參閱歐姆定律計算機。合成喇叭阻抗,請參閱喇叭阻抗計算機。
常見問題
我應該使用 T 型 pad 還是 π 型 pad?
兩者都是針對相同衰減量與相同阻抗的設計。請選擇用手邊零件較容易湊出電阻值的那一種。
電阻值會四捨五入到標準值嗎?
不會。計算出的數值會原樣顯示。實際上您會選用數值相近的電阻,這會使衰減量與阻抗與設計值略有偏差。
衰減量是電壓比還是功率比?
因為信號源與負載阻抗相等,dB 值是相同的。電壓比為 K,功率比為 K²。