MWAVE-LABORATORY ~ RFDH version ~

MWAVE-LABORATORY ~ RFDH version ~

감쇠기 (Attenuator)

감쇠기는 고주파 회로에서 빼놓을 수 없는 중요한 회로로써 그 용도는 아래와 같습니다.

(1) 레벨 조정용
여러 가지 고주파 component가 합쳐진 회로의 경우, 레벨 다이어그램을 검토하다보면 전력 레벨을 조정하기 위해 감쇠기를 삽입해야 할 경우가 있습니다. 예를 들어 다단증폭기의 경우, 입출력간 이득을 정해진 규정값에 딱 맞추려면 어딘가에 감쇠기를 넣어서 이득을 조정해야 할 수 있습니다.

(2) 측정용
감쇠기는 레벨을 정확하게 감쇠시킬 수 있고, 무엇보다도 "직선성이 좋다"고 말할 수 있습니다. 여기서 직선성이 좋단 말은 선형성이 좋다는 의미가 아니고, 어떤 임의의 크기의 신호레벨에 대해서도 감쇠량이 일정하다는 의미입니다. 이렇게 직선성이 좋단 것은, 측정에 있어서 매우 중요한 의미를 가지게 됩니다. 아래에 감쇠기를 이용한 증폭기의 이득측정사례를 나타내었습니다.

(a) 감쇠기를 사용하지 않는 경우
- 입력신호 : 0dBm
- 디바이스의 증폭이득 : + 6dB
- 이상태에서 증폭기의 출력을 검파기에 연결하고, DC 전압을 측정하여 이득을 계산한다.
- 그후 증폭기를 삽입하지 않았을 때의 DC 전압과의 차이를 데시벨로 환산한다.

(b) 감쇠기를 측정에 응용한 경우
- 입력신호 : 0dBm
- 디바이스의 증폭이득 : + 6dB
- 이상태에서 감쇠기와 증폭기를 연결하고, 증폭기의 출력을 검파기에 연결한다.
- 검파기의 출력전압이 증폭기를 삽입하지 않았을 때와 같아지도록 감쇠기의 감쇠량을 조정한다.
- 이때 감쇠기의 감쇠량 값이 증폭기의 이득이 된다.

이 (a), (b) 두가지의 방법 중 어느 것이 더 이득을 정확하게 측정할 수 있을까요? 질문의 의도가 뻔한데, (b)의 겨우가 더 정확합니다. (b)의 방법에서는, 검파기의 입력레벨은 항상 일정하게 유지되기 때문에, 검파기의 입출력 특성에 영향받지 않고 증폭기의 이득만 정확하게 측정할 수 있기 때문입니다. 즉 검파기의 경우 전력레벨에 따라 정확도가 변할 수 있는데, 그런 변수없이 측정이 가능하다는 것이지요. 이 방법은 RF 치환법이라고도 불리웁니다.

(3) 매칭용
감쇠기는 임피던스 매칭용으로도 애용됩니다.
예를 들어 6dB의 감쇠기를 매칭용으로 연결한 경우, 입력측에서 본 반사손실은 12dB가 됩니다. 한쪽단을 open 또는 short하여 전반사가 일어나더라도, 입력→출력까지 6dB, 출력→입력까지 6dB 해서 도합 왕복 12dB의 반사파 손실이 발생하기 때문입니다. 다시말해서 반사손실이 0dB였던 것이 12dB로 개선되게 됩니다.

이러한 매칭용 감쇠기는 회로 내 뿐 아니라 측정용 케이블에 연결하여, 측정기쪽의 미스매치에 의한 오차를 줄이기 위해 사용하기도 합니다. 이러한 감쇠기를 구현하려면, 레벨은 감쇠시키지만 입출력 임피던스는 특성임피던스와 동일하게 유지되도록 하는 회로가 필요합니다. 아래에 그려진 T형 과 π형 이라 불리우는 3개의 저항구조를 사용하면 이러한 기능이 구현됩니다.

이러한 두가지 형태의 저항 감쇠기의 저항값 계산식은 아래와 같습니다.


T형	π형

다음으로 고정 감쇠기와 가변 감쇠기의 실제 사례에 대해 설명하도록 하겠습니다.

<< Back