Pi-pad衰減器或π-pad衰減器通常用于射頻和微波傳輸線，可以是平衡或非平衡設(shè)計

Pi-pad衰減器之所以被稱為是因為它的基本布局和設(shè)計類似于希臘字母pi（π），這意味著它在輸入和輸出端有一個串聯(lián)電阻和兩個并聯(lián)的并聯(lián)電阻接地。

Pi-pad衰減器是另一種完全對稱的純電阻網(wǎng)絡(luò)，可用作相等阻抗之間的固定衰減器或不等阻抗之間的阻抗匹配。 Pi-pad衰減器的電路配置如下：

基本Pi-pad衰減器電路

我們可以看到標準的pi-pad衰減器是從兩端對稱的衰減器，這種類型的衰減器設(shè)計可用于阻抗匹配相等或不相等的傳輸線。通常，電阻 R1 和 R3 具有相同的值，但當設(shè)計為在阻抗不等的電路之間工作時，這兩個電阻可以具有不同的值。

具有相等阻抗的Pi-pad衰減器

我們之前已經(jīng)說過，pi pad衰減器是一種對稱衰減器設(shè)計，僅由無源電阻器元件組成，使其在設(shè)計上呈線性，允許其輸入和輸出端子相互轉(zhuǎn)換。這使得pi墊衰減器非常適合插入兩個相等的阻抗（ Z S = Z L ）以降低信號電平。

在這種情況下，選擇三個電阻元件以確保輸入阻抗和輸出阻抗匹配構(gòu)成衰減器網(wǎng)絡(luò)一部分的負載阻抗。由于Pi-pad的輸入和輸出阻抗設(shè)計為與負載完美匹配，因此該值稱為對稱Pi-pad網(wǎng)絡(luò)的“特征阻抗”。

然后給出計算電阻值的公式用于任何所需衰減的阻抗匹配的Pi-pad衰減器電路如下：

Pi-pad衰減器方程

其中： K 是阻抗因子， Z 是源/負載阻抗。

Pi-pad衰減器示例No1

Pi-pad衰減器電路需要將音頻信號電平降低10dB，同時匹配75Ω網(wǎng)絡(luò)的阻抗。計算所需三個電阻的值。

使用我們簡單的“K因子”表，我們可以看到計算-10dB衰減損耗的“K”因子值為3.1623。

然后電阻 R1 和 R3 等于144Ω和電阻 R2 等于107Ω，或最接近的首選值。

另請注意，相同的π-pad衰減器設(shè)計對于75Ω網(wǎng)絡(luò)使用的電阻值不同于一個與50Ω或600Ω網(wǎng)絡(luò)匹配的那個。

與T-pad衰減器一樣，我們可以為構(gòu)建50Ω，75Ω或者所需的串聯(lián)和并聯(lián)阻抗值生成標準表。 600Ω對稱Pi-pad衰減器電路。電阻的計算值 R1 ， R2 和 R3 給出為。

Pi-pad衰減器電阻值

注意，當Pi-pad電路所需的衰減損耗量增加時，串聯(lián)電阻 R2 的阻抗也會增加同時，兩個電阻 R1 和 R3 的并聯(lián)分流阻抗值減小。

這是對稱Pi-pad的一個共同特征在相等阻抗之間使用的衰減器電路。此外，即使在32dB的衰減時，串聯(lián)阻抗值仍然相當高，并且不像T-pad衰減器那樣在一個或兩個歐姆范圍內(nèi)。

這意味著單個Pi與等效T-pad網(wǎng)絡(luò)相比，-pad衰減器網(wǎng)絡(luò)可以實現(xiàn)更高水平的衰減，因為并聯(lián)分流阻抗由于極高的“K”因子值而不會小于傳輸線的特征阻抗。例如，具有50Ω特性阻抗且衰減為-80dB的傳輸線將使分流電阻器 R1 和 R3 各自為50Ω，而串聯(lián)電阻器 R2 將等于250KΩ，

具有不等阻抗的Pi-pad衰減器

除了使用Pi-pad衰減器降低具有相同阻抗的電路中的信號電平外，（ Z S = Z L ），我們也可以使用這種類型的衰減器進行阻抗匹配不等的源和負載阻抗（ Z S ≠Z L ）。

但是，為了做到這一點，我們需要稍微修改前面的等式，以考慮衰減器上的源和負載阻抗的不等負載電路。用于計算不等阻抗的Pi-pad衰減器的電阻元件的新方程是。

不等阻抗的Pi-pad衰減器方程

其中： K 是阻抗因子， Z S 是較大的源阻抗和 Z L 是負載阻抗中較小的一個。

我們可以看到計算Pi衰減器三個電阻值的公式很多由于它們對電阻網(wǎng)絡(luò)的影響而在不相等的阻抗之間連接時更復雜。但是，通過仔細計算，我們可以找到任意給定網(wǎng)絡(luò)阻抗和衰減的三個電阻值，如下所示：

Pi-pad衰減器示例No2

不對稱非對稱Pi-pad衰減器電路需要衰減輸出阻抗為75Ω的無線電發(fā)射器和阻抗為50Ω×6dB的功率信號強度計之間的信號。計算所需電阻的值。

電阻器R1值

電阻器R2值

電阻R3值

給我們以下非對稱Pi衰減器電路：

計算在不等阻抗之間使用的Pi-pad衰減器的電阻值所涉及的數(shù)學比用于計算相等阻抗之間的值的數(shù)學要復雜得多。因此，Pi-pad衰減器傾向于更多地用于傳輸線上的信號衰減，其具有匹配的源極/負載阻抗 Z S = Z L 。

對于在其設(shè)計中具有電感和電容等無功元件的Pi-pad衰減器，EEWeb有一個免費的在線Pi-pad衰減工具，用于計算所需頻率的元件值。

平衡Pi衰減器

平衡-Pi衰減器或“平衡-π衰減器”簡稱為共用接地線中的附加電阻元件，形成平衡電阻網(wǎng)絡(luò)如下所示。

平衡Pi衰減器電路

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平衡Pi衰減器也被稱為O-pad衰減器，因為其電阻元件的布局形成字母“O”的形狀，因此它們的名稱為“O-pad衰減器”。平衡Pi電路的電阻值首先計算為連接在相同阻抗之間的非平衡Pi-pad配置，與此前相同，但這次串聯(lián)電阻 R2 的值減半（除以2）如圖所示，在每一行中放置一半。計算出的兩個并聯(lián)分流電阻的電阻值保持不變。

使用上面針對非平衡Pi-pad衰減器計算的值，串聯(lián)電阻 R2 = 106.7÷2 =53.4Ω 用于兩個串聯(lián)電阻和并聯(lián)分流電阻， R1，R3 =144.4Ω與之前相同。

Pi-pad衰減器是最常用的對稱衰減器電路之一，因此其設(shè)計用于許多商用衰減器電路板。雖然Pi-pad衰減器可以在一個單級中實現(xiàn)非常高的衰減水平，但最好通過將多個單獨的Pi-pad部分級聯(lián)在一起來構(gòu)建超過30dB的高損耗衰減器，以便分階段實現(xiàn)最終衰減水平。

通過將pi-pad衰減器級聯(lián)在一起，可以減少設(shè)計中所需的電阻元件數(shù)量，因為相鄰的電阻可以組合在一起。因此，對于Pi-pad，這僅僅意味著可以將兩個相鄰的并聯(lián)分流電阻器加在一起。

計算出的pi衰減器的精度取決于所用元件電阻的精度。選擇哪種電阻容差來構(gòu)建Pi衰減器電路，1％，5％或甚至10％它們必須都是無感電阻而不是線繞類型。此外，由于我們在衰減網(wǎng)絡(luò)中使用電阻，因此這些無感電阻必須能夠安全地耗散所需的電功率，如使用歐姆定律計算的那樣。