브리지-T 감쇠기

브리지-T 감쇠기

Bridged-T 감쇠기는 표준 대칭 T 패드 감쇠기에 대한 변형인 또 다른 저항성 감쇠기 설계입니다.

이름에서 알 수 있듯이 브리지 T 감쇠기에는 표준 T 패드 감쇠기의 두 직렬 저항기에 걸쳐 브리지 네트워크를 형성하는 추가 저항 요소가 있습니다.

이 추가 저항 요소를 사용하면 신호가 T-패드 네트워크를 통해 "브리지"되는 것처럼 보이므로 회로의 특성 임피던스를 변경하지 않고 필요한 감쇠만큼 회로에서 신호 레벨을 줄일 수 있습니다. 또한 원래 T-패드의 두 직렬 저항은 항상 입력 소스 및 출력 부하 임피던스와 동일합니다. "브리지 T형 감쇠기"의 회로(  T  )는 다음과 같습니다.

Bridged-T 감쇠기 회로

저항기 R3은 표준 T 패드 감쇠기에 걸쳐 브리지 네트워크를 형성합니다. 2개의 직렬 저항 R1 은 소스/부하 라인 임피던스와 동일하도록 선택됩니다. T 패드 사촌에 비해 브리지 T 감쇠기의 주요 장점 중 하나는 브리지 T 패드가 전송선 특성 임피던스에 일치하는 경향이 있다는 것입니다.

 

그러나 브리지 T 감쇠기 회로의 한 가지 단점은 감쇠기가 입력 또는 소스 임피던스(  Z S  )가 출력 또는 부하 임피던스(  Z L  )와 동일해야 하므로 임피던스 매칭에 사용할 수 없다는 것입니다.

브리지 T 감쇠기의 설계는 표준 T 패드 감쇠기만큼 간단합니다. 두 개의 직렬 저항은 라인 특성 임피던스 값과 동일하므로 계산이 필요하지 않습니다. 그런 다음 원하는 감쇠에서 임피던스 매칭에 사용되는 브리지 T 감쇠기 회로의 병렬 션트 저항과 추가 브리징 저항을 계산하기 위해 주어진 방정식은 다음과 같습니다.

Bridged-T 감쇠기 방정식

여기서 K 는 임피던스 인자이고 Z 는 소스 또는 부하 임피던스입니다.

Bridged-T 감쇠기 예 No1

8Ω 오디오 신호 라인의 레벨을 4dB만큼 줄이려면 브리지 T 감쇠기가 필요합니다. 필요한 저항기의 값을 계산합니다.

그런 다음 저항 R1 은 라인 임피던스 8Ω과 같고, 저항 R2 는 13.7Ω, 브리징 저항 R3 은 4.7Ω 또는 가장 가까운 권장 값과 같습니다.

표준 T-패드 감쇠기와 마찬가지로 회로에 필요한 감쇠량이 증가함에 따라 저항 R3 의 직렬 브리지 임피던스 값도 증가하는 반면 저항 R2 의 병렬 션트 임피던스 값은 감소합니다. 이는 동일한 임피던스 사이에 사용되는 대칭형 브리지 T 감쇠기 회로의 특징입니다.

가변 브리지-T 감쇠기

우리는 신호 라인의 특성 임피던스를 일치시키면서 고정된 양만큼 신호를 감쇠하도록 대칭형 브리지 T 감쇠기를 설계할 수 있다는 것을 살펴보았습니다. 지금쯤이면 브리지 T 감쇠기 회로가 4개의 저항 요소로 구성되어 있다는 사실을 알게 되었을 것입니다. 두 개는 신호 라인의 특성 임피던스와 일치하고 두 개는 주어진 감쇠량에 대해 계산됩니다.

그러나 두 개의 감쇠기 저항 요소를 전위차계 또는 저항 스위치로 교체하면 그림과 같이 고정 감쇠기 패드를 미리 결정된 감쇠 범위에 걸쳐 가변 감쇠기로 변환할 수 있습니다.

가변 브리지-T 감쇠기

따라서 위의 예를 사용하십시오. 가변 브리지 T 감쇠기가 8Ω 오디오 라인에서 작동하고 -2dB에서 -20dB까지 감쇠 조정이 가능하도록 하려면 다음과 같은 저항 값이 필요합니다.

 

-2dB에서의 저항 값

-20dB에서의 저항 값

-2dB 감쇠에 필요한 최대 저항은 31Ω임을 알 수 있습니다. -20dB에서는 72Ω이 됩니다. 따라서 필요한 최대값은 72Ω이므로 고정 값 저항기를 각각 100Ω의 전위차계 2개로 교체할 수 있습니다. 따라서 VR1 에 하나의 전위차계를 사용하고 VR2 에 두 번째 전위차계를 사용할 수 있습니다 .

그러나 필요한 감쇠량을 찾기 위해 두 개의 서로 다른 전위차계를 한 번에 하나씩 조정하는 대신 두 전위차계를 기계적으로 연결된 하나의 100Ω "이중 갱" 전위차계로 교체하여 각 저항의 값이 역으로 변하도록 할 수 있습니다. 다른 하나는 전위차계가 아래와 같이 2dB에서 20dB로 조정되기 때문입니다.

완전 조정 가능한 감쇠기

듀얼 갱 전위차계를 주의 깊게 교정함으로써 간단한 예에서 -2dB ~ -20dB 범위에서 완전히 조정 가능한 브리지 T 감쇠기를 쉽게 생성할 수 있습니다.

신호 라인의 특성 임피던스에 맞게 전위차계의 저항 값을 변경하면 이론적으로 가변 감쇠량이 얼마든지 가능합니다. 그런 다음 VR1a 및 VR1b 모두에 대해 0부터 무한대까지 전위차계 저항의 전체 범위를 사용하여 감쇠를 조정할 수 있습니다 . 그러나 실제로 저항 값이 너무 작아지면 약 -30dB까지 감쇠하는 것이 단일 가변 패시브 브리지 T 감쇠기의 한계입니다. 잡음 왜곡도 문제다.

이 아이디어를 한 단계 더 발전시키면 전위차계를 고정 값 저항과 집단 회전 스위치, 로커 스위치 또는 푸시 버튼 스위치로 교체하고 적절한 저항으로 전환하여 감쇠가 가능한 브리지-T 감쇠기 회로를 생산할 수도 있습니다. 단계적으로 늘리거나 줄일 수 있습니다. 예를 들어, 위의 8Ω 전송선 임피던스 예를 사용합니다.

2dB에서 20dB 사이의 감쇠에 대한 개별 브리지 저항과 병렬 션트 저항을 계산할 수 있습니다. 그러나 이전과 마찬가지로 수학을 절약하기 위해 8Ω, 50Ω 또는 75Ω 전환 가능 감쇠기 회로를 구성하는 데 필요한 직렬 브리지 및 병렬 션트 임피던스 값에 대한 표를 생성할 수 있습니다. 브리징 저항 R2 와 병렬 션트 저항 R3 의 계산된 값은 다음과 같습니다.

감쇠기 저항 값

dB 손실	K 인자	8Ω 라인 임피던스		50Ω 라인 임피던스		75Ω 라인 임피던스
		R2	R3	R2	R3	R2	R3
2.0	1.2589	30.9Ω	2.1Ω	193.1Ω	12.9Ω	289.7Ω	19.4Ω
4.0	1.5849	13.7Ω	4.7Ω	85.5Ω	29.2Ω	128.2Ω	43.9Ω
6.0	1.9953	8.0Ω	8.0Ω	50.2Ω	49.8Ω	75.4Ω	74.6Ω
8.0	2.5119	5.3Ω	12.1Ω	33.1Ω	75.6Ω	49.6Ω	113.4Ω
10.0	3.1623	3.7Ω	17.3Ω	23.1Ω	108.1Ω	34.7Ω	162.2Ω
12.0	3.9811	2.7Ω	23.8Ω	16.8Ω	149.1Ω	25.2Ω	223.6Ω
16.0	6.3096	1.5Ω	42.5Ω	9.4Ω	265.5Ω	14.1Ω	398.2Ω
20.0	10.00	0.9Ω	72.0Ω	5.6Ω	450.0Ω	8.3Ω	675.0Ω

회로의 두 개의 고정 직렬 저항기 R1은 항상 전송선 특성 임피던스와 동일합니다.

8Ω 전송선을 예로 사용하면 표에서 계산된 저항 값을 사용하여 다음과 같이 전환 가능한 브리지 T 감쇠기 회로를 구성할 수 있습니다.

전환 가능한 Bridged-T 감쇠기

따라서 -10dB 지점 에서 VR1a 로 설정된 브리징 저항 의 경우 총 저항은 다음과 같이 개별 저항의 합과 같습니다.

5.2 + 4.1 + 3.3 + 2.6 + 2.1 = 17.3Ω

마찬가지로 VR1b 로 설정된 병렬 션트 저항의 경우 -10dB 지점 의 총 저항은 다음과 같습니다.

1.0 + 1.2 + 0.6 + 0.9 = 3.7Ω

VR1a = 17.3Ω 및 VR1b = 3.7Ω 의 저항 값은 모두 위 표에서 계산한 -10dB 감쇠에 해당합니다.

우리는 Bridged-T 감쇠기가 보다 일반적인 T 감쇠기의 개선된 버전인 Bridged-T 디자인을 사용하여 동일한 임피던스 사이에 삽입될 때 주어진 양의 감쇠기 손실을 도입하는 데 사용할 수 있는 순전히 저항성 고정형 대칭 감쇠기임을 확인했습니다 . 패드 감쇠기.

어떤 면에서는 브리지 T 감쇠기를 다음 튜토리얼에서 살펴볼 수정된 Pi-pad 감쇠기로 생각할 수도 있습니다. 이러한 유형의 회로의 가장 큰 단점 중 하나는 브리징 저항으로 인해 이러한 유형의 감쇠기 회로를 불평등 임피던스 매칭에 사용할 수 없다는 것입니다.

브리지 T 감쇠기 설계를 사용하면 두 직렬 저항의 값이 항상 전송선의 특성 임피던스와 동일하여 감쇠기를 대칭으로 만들기 때문에 네트워크에 필요한 저항을 쉽게 계산할 수 있습니다. 원하는 감쇠량이 결정되면 나머지 저항 값을 계산하는 데 관련된 수학은 매우 간단합니다.

또한 이러한 유형의 감쇠기 설계를 사용하면 표준 T 패드 감쇠기에 3개가 필요하므로 전위차계 또는 스위치 저항기의 저항 요소 중 2개만 변경하여 브리지 T 패드를 조정할 수 있습니다.

감쇠기 에 대한 다음 튜토리얼에서는 수동 감쇠기 회로를 형성하기 위해 세 개의 저항 구성 요소(직렬 라인에 하나, 병렬 션트 라인에 두 개)만 사용하는 Pi-pad 감쇠기 라는 다양한 유형의 감쇠기 설계를 살펴보겠습니다 .