可变衰减器
几种可变光衰减器技术及其比较
几种可变光衰减器技术及其比较为了实现DWDM系统的长距离高速无误码传输，必须使各通道信号光功率一致，即需要对多通道光功率进行监控和均衡。
因此出现了动态信道均衡器（DCE）、可调功率光复用器（VMUX）、光分插复用器（OADM）等光器件，这些器件的核心部件都是阵列可变光衰减器（VOA）。
灵活地调节VOA，可以使各个通道的功率处于理想的大小。
近年来，出现了多种制造可变光衰减器的新技术，包括可调衍射光栅技术、MEMS技术、液晶技术、磁光技术、平面光波导技术等。
高分子可调衍射光栅VOA高分子可调衍射光栅的制作基于一种薄膜表面调制技术。
起初，这种技术的开发是为了替代放映机和投影仪中的液晶显示屏（LCD）和数字光处理器（DLP）。
这种可调衍射光栅（图1）的顶层是玻璃，下面一层是铟锡氧化物（ITO），中间是空气、聚合物和ITO阵列，底层是玻璃基底。
在未加电信号时，空气与聚合物层的交界面是与结构表面平行的平面。
当入射光进入该平面时，不发生衍射。
在加电信号后，空气和聚合物的界面随电极阵列的分布而发生周期变化，形成了正弦光栅。
当入射光入射至该表面时，形成衍射。
施加不同的电信号可以形成不同相位调制度的正弦光栅。
高分子可调衍射光栅。
采用高分子可调衍射光栅的VOA的工作机制是：通过调制表面一层薄的聚合物，使其表面近似为正弦形状，形成正弦光栅。
利用这种技术，可以制作出一种周期为10微米，表面高度h随施加的电信号变化并且最高可到300纳米的正弦光栅。
当光入射到被调制的表面上时，形成衍射。
施加不同的电信号改变正弦光栅的振幅，即改变h时，可以得到不同的相位调制度，而不同相位调制度下的衍射光强的分布是不同的。
当相位调制度由零逐渐变大时，衍射光强度从零级向更高衍射级的光转移。
这种调制可以使零级光的光强从100%连续的改变到0%，从而，实现对衰减量的控制。
并且这种调制的响应时间非常快，在微秒级。
磁光VOA磁光VOA是利用一些物质在磁场作用下所表现出的光学性质的变化，例如利用磁致旋光效应（法拉第效应）实现光能量的衰减，从而达到调节光信号的目的。
可变光衰减器分类
可变光衰减器分类如下：
位移型光衰减器。
位移型光衰减器分为横向位移型光衰减器和轴向位移型光衰减器。
薄膜型光衰减器。
在光纤中斜向插入蒸镀有不同厚度的一系列圆盘型金属薄腊的玻璃衬底，使光路中插入不同厚度的金属薄膜，就能改变反射光的强度，即可得到不同的衰减量，制成可变衰减器。
衰减片型光衰减器。
将具有吸收特性的衰减片固定在光纤的端面上或光路中，达到衰减光信号的目的，这种方法不仅可以用来制作固定光衰减器，也可用来制作可变光衰减器。
可变衰减器的主要用途和指标
可变衰减器的主要用途和指标引言可变衰减器是一种用于衰减或衰减电路中的电子元件，它允许调节信号的强度。
可变衰减器在各种电子系统中得到广泛应用，包括通信系统、音频设备和测试仪器等。
本文将详细探讨可变衰减器的主要用途和指标。
一、可变衰减器的用途可变衰减器广泛应用于以下领域：1. 通信系统在通信系统中，可变衰减器用于调节信号的强度，以确保信号在传输过程中能够保持在一个适当的范围内。
可变衰减器可以用于增益平衡和信号调节，使得传输的信号能够在各个节点和环节中保持稳定。
在无线通信系统中，可变衰减器还可以用于调整发射功率，以满足不同的通信需求。
2. 音频设备在音频设备中，可变衰减器常用于音量控制。
通过调节可变衰减器的阻值，可以控制音频信号的输出强度，从而实现音量的调节。
可变衰减器还可以用于均衡器、混音器等音频处理设备中，对不同音频信号进行衰减和控制。
3. 测试仪器在测试仪器中，可变衰减器通常用于信号的衰减和控制。
测试仪器需要对不同信号进行衰减，以保证测量的准确性和可重复性。
可变衰减器可以根据需要调节信号的强度，以满足不同测试需求。
同时，可变衰减器也用于测试设备的校准，确保提供准确的信号衰减。
4. 其他应用领域除了以上应用领域，可变衰减器还被广泛应用于射频射频调制解调器、天线、雷达以及卫星通信等领域。
可变衰减器在这些领域中的主要作用是调节信号的强度，以满足不同的系统要求。
二、可变衰减器的指标可变衰减器的性能主要由以下几个指标来衡量：1. 动态范围动态范围是指可变衰减器能够调节的衰减范围。
它通常以分贝（dB）为单位表示，衡量了可变衰减器在不同信号强度下的调节能力。
较大的动态范围意味着可变衰减器能够应对更广泛的信号强度变化，具有更强的适应性。
2. 插入损耗插入损耗是指可变衰减器在工作状态下对信号引入的额外损耗。
插入损耗通常以分贝为单位表示。
较低的插入损耗意味着可变衰减器会对信号产生较小的衰减，并且能够更好地保持信号的强度。
纽波特可变衰减器(VA系列)说明书
Variable Attenuators (VA Series)•Input beam split into parallel S- and P-polarized outputs with continuously adjustable intensity ratio.•Negligible beam deviation for P-polarized output; parallel offset (1”) of S-polarized output.•Wavelength ranges of 350-360 nm, 522-542 nm, 780-820 nm or 1034-1094 nm.•Negligible dispersion over the entire working range.•High optical damage threshold.•Threads for mounting on metric or English postsNewport’s VA series of variable attenuators are composed of specially designed thin film polarizers, zero order achromatic waveplates and high-precision opto-mechanics, all incorporated into shuttered housings. The design is compact, robust and easy to use.Ideal for attenuating CW and pulsed fixed wavelength lasers.The housing ensures the internal optics are free from dust and other contaminants, and eliminates perturbations of the beam due to ambient air conditions; crucial considerations in ultrafast laser applications. A manual shutter and beam dump are included to control the S- and P-polarized output beams.Two thin film polarizers are prealigned in the housing and optimized for wavelengthranges of 350-360 nm, 522-542 nm, 780-820 nm or 1034 -1094 nm. The P-polarized output passes through the first thin film polarizer and has negligible beam displacement while the S-polarized output is reflected off the two thin film polarizers and offset in parallel.The waveplate is mounted in either a manual or motorized piezo stage for rotational control of the variable intensity ratio. By rotating the waveplate, the intensity ratio of the two output beams can be continuously varied while maintaining all other beamparameters. The motorized stage has an integrated CONEX controller/driver, which is powered and communicates with your computer via USB port. A free NSTRUCT applet is available for download to control the stage.Within each output beam, the intensity ratio has a wide dynamic range. For lasers at the center wavelength, the P-(S-)polarized output beam intensity can be adjusted from < 0.2% to > 94 % ( > 99%). For the entire working range, it becomes < 0.2 % ( < 0.3%) to > 94% ( > 98%). Both outputs have high polarization contrast ratios ( > 1 : 450). The thin film polarizers require no adjustment over the entire working range.AdvantagesManual and motorized versions of Newport’svariable attenuator series of products.Output view of VA-532-CONEXComplete listings for all global office locations are available online at /contactNewport Corporation, Global Headquarters 1791 Deere Avenue, Irvine, CA 92606, USAPHONE: 1-800-222-6440 1-949-863-3144 FAX: 1-949-253-1680 EMAIL:***************** PHONEEMAILBelgium +32-(0)0800-11 257 *******************China +86-10-6267-0065 *****************France +33-(0)1-60-91-68-68 ******************Japan +81-3-3794-5511 ***************************.jp Taiwan+886 -(0)2-2508-4977*****************.twPHONEEMAILIrvine, CA, USA +1-800-222-6440 *****************Netherlands +31-(0)30 6592111 ***********************United Kingdom +44-1235-432-710 **************Germany / Austria / Switzerland +49-(0)6151-708-0*******************Newport Corporation, Irvine and Santa Clara, California and Franklin, Massachusetts;Evry and Beaune-La-Rolande, France; Stahnsdorf, Germany and Wuxi, China have all been certified compliant with ISO 9001 by the British Standards Institution.Variable Attenuators (VA Series)DS-1211031009080706050403020100T r a n s m i s s i o n , %Waveplate Angle, deg102030405060708090S-polarization attenuation range <0.2%-99%*P-polarization attenuation range<0.2%->94%*Clear Aperture 15 mm diameterDamage threshold500 W/cm 2, 0.5 J/cm 2at 1064 nm with10 nsec pulses at 10 HzPolarization Contrast after 1st polarizer>1: 450Polarization Contrast after 2nd polarizer>1: 500Typical SpecificationsFor information on these or other standard variable attenuator options, please contact a Newport sales representative toll free at 1-800-222-6440or e-mail ****************. For custom needs or an OEM version, please contact Newport’s Technology & Applications Center .3.0076.2 5.73145.6.8621.83.6392.1.389.52.2557.151.0025.4 1.2531.75 1.0927.7*at center wavelength。
可变衰减器的工作原理
可变衰减器的工作原理可变衰减器是电路中常用的一种控制信号衰减的元件。
它可用于调节信号的幅度、频率和相位等特性。
本文将介绍可变衰减器的工作原理。
一、可变衰减器的基本结构可变衰减器是由衰减元件、控制元件和输出元件组成的。
衰减元件是用来耗散或消耗信号能量的元件，常见的有电阻、电容、电感和振荡管等；控制元件用来控制衰减元件的阻值、电容值或电感值等，常见的有二极管、场效应管和可变电容器等；输出元件用来输出衰减后的信号，常见的有放大器、滤波器和频率鉴别器等。
根据控制元件的类型和工作原理，可变衰减器可分为多种类型，如变阻式可变衰减器、变容式可变衰减器、二极管可变衰减器、场效应管可变衰减器和数字可变衰减器等。
二、可变衰减器的工作原理（一）变阻式可变衰减器变阻式可变衰减器是由可变电阻组成的，其阻值可以通过调节电位器的位置来改变。
在变阻式可变衰减器中，可变电阻的阻值与电位器的位置成反比例关系。
当电位器的位置处于满阻状态时，信号的衰减最小，其衰减量随着电位器位置的向中间逐渐减小；当电位器的位置处于中间位置时，信号的衰减最大，此时相当于把可变电阻的两端分别接入衰减电路中；当电位器的位置处于零阻状态时，信号完全被衰减消失。
（二）变容式可变衰减器变容式可变衰减器是由可变电容组成的，其电容值可以通过改变电容器的介质、距离或面积来改变。
在变容式可变衰减器中，可变电容的电容值与标准电容和控制电压之间的比例关系成正比例。
当控制电压等于零时，信号的衰减量最小，此时可变电容的电容值等于标准电容的电容值；当控制电压等于最大值时，信号的衰减量最大，此时可变电容的电容值是标准电容的电容值的两倍。
（三）二极管可变衰减器二极管可变衰减器是由二极管组成的，其工作原理是利用二极管的非线性特性来实现信号的衰减。
在二极管可变衰减器中，二极管的正向电阻很小，反向电阻很大。
当二极管的正向电压很小时，二极管的反向电阻很大，信号的衰减量较小。
当二极管的正向电压增大时，二极管的反向电阻变小，信号的衰减量也随之增大。
可变衰减器的主要用途和指标
可变衰减器的主要用途和指标
可变衰减器是一种用于调节信号强度的电子器件，主要用途是在电路中对信号进行控制和调节，以达到合适的电平。
可变衰减器通常由一个可旋转或可滑动的电阻组成，通过改变电阻值来调整信号强度。
可变衰减器广泛应用于各种领域，如无线通信、雷达、卫星通信、音频处理等。
在无线通信中，可变衰减器可以用于调整天线输入信号的强度，以便更好地匹配天线和接收机之间的阻抗。
在雷达系统中，可变衰减器可以用于控制雷达发射功率和接收灵敏度，以便更好地捕捉目标信息。
在卫星通信中，可变衰减器可以用于控制卫星发射功率和接收灵敏度，以便更好地传输数据。
另外，在音频处理中，可变衰减器也起到了重要作用。
例如，在录音棚中，可变衰减器可以用于调节不同乐器或声音源的音量大小，并与混响、均衡器等效果器结合使用，以获得理想的录音效果。
对于可变衰减器的指标，主要包括衰减量、频率响应、线性度、稳定性等。
衰减量指的是可变衰减器能够调节的信号强度范围，通常以分贝（dB）为单位。
频率响应指的是可变衰减器在不同频率下的衰减特性，通常以dB/Hz或dB/octave为单位。
线性度指的是可变衰减器在不同衰减量下输出信号与输入信号之间的误差大小，通常以百分比或
分贝为单位。
稳定性指的是可变衰减器在不同工作环境下输出信号的稳定性和一致性。
综上所述，可变衰减器是一种广泛应用于各种领域中对信号进行控制和调节的电子器件，其主要指标包括衰减量、频率响应、线性度、稳定性等。
GSK—02型光可变衰减器
第3节光可变衰减器3.1 概述GSK—02型光可变衰减器是结构精密的光器件，可以高准确地进行光功率的衰减。
适用于单模光纤各领域的系统试验和测试系统。
技术细节：GSK-02型光可变衰减器采用步进可变衰减与连续可变衰减并用方式。
衰减片采用金属蒸发镀滤光片作衰减元件，并且从设计上保证金属蒸发膜滤光片对光轴构成一定的角度来防止金属膜产生的反射光的再入射和多次反射。
1. 特点：插入损耗小衰减量可调范围大衰减量稳定、可靠、精度高2. 规格：•工作波长： 1.31um/1.55um•最大衰减量：65dB•插入损耗：≤2dB•构成：10dB×5、连接可变0→15•衰减量精度（1.31um/1.55um）：表3-1 衰减量精度表•工作温度：0～40℃•输入输出连接器：FC—PC型•使用光纤：SM（9/125um）•尺寸：95（H）×140（W）×172（L）（mm）重量： 2.5Kg3.2 使用简介GSK—02型光可变衰减器是精密的高精度的光学器件。
不用时请将保护螺帽盖好，置于清洁干燥处使用。
使用该器件时，将器件从包装箱中取出，先将支撑架把该器件支撑到方便操作和看衰减刻度的角度上，再将两边的螺钉上紧；如果不用支撑架时，可将它贴紧器件的底面或器件的顶面均可。
按逆时针方向将输入输出处的两个保护螺帽取下，两刻度盘均对准于0档上，就可以将需要测试的光纤系统两端的连接器按插头定位螺钉对准插座缺口轻插入，然后按顺时针方向慢慢拧紧。
接好后，在监测仪器上增加了一个插入损耗值（一般小于2dB），根据需要可以清除器件插入到光纤系统中的插入损耗值，也可以不清除。
两个刻度盘就可以读出所测试的光纤系统的功率衰减值。
小结本节主要介绍了光可变衰减器的基本使用方法。
习题1、光可变衰减器一般用在哪些场合？。
衰减器工作原理
衰减器工作原理
衰减器是一种用于控制电路中信号强度的装置，它的工作原理可以通过两种方式来实现——电阻式衰减器和可变衰减器。
1. 电阻式衰减器：
电阻式衰减器通过串联电阻来降低输入信号的强度。
当信号通过电阻时，电阻会吸收一部分信号能量，使得信号的幅度减小。
衰减器的电阻值与输入信号之间存在一个固定的数学关系，使得输出信号的强度能够可控地衰减到所需的级别。
2. 可变衰减器：
可变衰减器有时也称为可调衰减器，它可以实现根据需要灵活地调整输出信号的强度。
可变衰减器通常采用变压器或压控可变电阻等器件，通过调整其参数来改变输出信号的幅度。
例如，在变压器中，可以改变输入信号与输出信号之间的匝数比例，从而实现信号强度的可调节。
衰减器的主要作用是匹配电路的信号强度，并降低可能引起干扰或过载的信号。
在无线通信系统中，衰减器常用于将发射机的信号减小到接收机能够接受的水平，以保证通信的可靠性和正常运行。
同时，衰减器也可以在实验室中用于调节信号强度，以便进行各种信号处理和测试。
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Impedance
(Ω)
Typ. VSWR:1
Insertion Loss at 0dB
(dB)
Dimensions
VAC18H-1
0 ~ 15
75
VAC18H-2
0~15
50
VAC18H-3
0~8
50
2013 Yantel Corporation Overview [ 6 ]
1.5
0.7 at 1GHz
(Ω)
VAC18C
0~8
50
2013 Yantel Corporation Overview [ 5 ]
Typ. VSWR:1
1.5
Insertion Loss at 0dB
(dB)
Dimensions
0.6 at 1GHz
9.5*11.5*5.17
VAC18H
国际专利产品（美国，中国已 授权）
无专利
DC-3GHz,零失真，无额外IP3， 存在失真和较高NF， IP3 变坏
噪声系数低
最高只能工作到2GHz,频率范围窄
无源器件，可靠性更高
由多个有源器件组成，其中单个器 件失效将引起整个系统失效，可靠
性低
外部电源
无需外部电源控制信号
需要外部电源制信号
系统成本 人力成本 温度特性
2013 Yantel Corporation Overview [ 11 ]
应用5: ETC (5.8 GHz RFID)
ETC 电子收费系统 : 它利用车辆自动识别技术完成车辆与收费站之间的无线数据通讯，进行车辆自动识别和 有关收费数据的交换，实现不停车自动收费的全电子收费管理系统。 该系统通过安装在车辆挡风玻璃上或者车身其他部位的车载有源电子标签与在收费站 etc车道上的远距离读写器之间的微波专用短程通讯，从而达到车辆通过路桥、停车场等收 费站时不需停车而能自动交费的目 的。 不停车收费系统主要利用车辆自动识别技术，通过路侧车道控制系统的信号发射与接收 装置识别通过车辆的编号，自动从该用户的专用账户中扣除通行费。
Part No.
Attenuation Range
(dB)
Frequency (GHz）
Impedance
(Ω)
VAC18
0 ~ 15
0~2.5
50
VAC18B
0~15
0~2.5
75
VAC18C
0~8
0~2.5 & 5.8
50
2013 Yantel Corporation Overview [ 4 ]
¾澳大利亚太平洋宽频带通讯公司 ¾成都广达电子 ¾宁波环球广电 ¾清华同方
2013 Yantel Corporation Overview [ 23 ]
23
深圳市研通高频技术有限公司
联系人:李涛
联系方式:18816851747 0755-83551938 邮箱: sales3@ 地址：广东省深圳市南山区西丽龙井高发科技园 二栋二楼 邮编：518055
研通的连续式贴片可调衰减器VAC(5.8GHz)系列,使用在ETC 5.8GHz 的 RFID车载有源电子标签上,有效连续地对有源电子标签的接收距离(接收信号的 强弱)进行精确的调节,衰减量调节精度高,驻波小,插损低,耐高温,可循环调节 500次以上,可靠性高,价格经济,使车载有源电子标签可以在正常工作在ETC 5.8GHz的 RFID系统中。
2013 Yantel Corporation Overview [ 12 ]
研通的连续式贴片可调衰减器VAC(5.8GHz)系列 用于ETC车载有源电子标签
由于各种车辆使用的玻璃及车窗上贴膜的材料不一致,引起了当接收同等发 射功率的信号下,车辆上使用的车载有源电子标签的接收距离发生变化, 最终引 起ETC 5.8GHz RFID系统无法在标准的接收距离范围内正常运行。
Yantel Corporation
超小型可变衰减器(国际发明专利）
VAD/VAC series
ISO9001-2008
VAD/VAC series (国际发明专利）
提供步进(VAD) 及连续（VAC) 式 频率范围宽(DC~3G) 超小型( 10mm*10mm*5mm) SMD封装，适合大批量生产 可提供编带包装 精密衰减量调节 反射低，插损小 相比数控衰减器，零失真，无额外IP3，更高的一致性 应用广泛 LNA,PA,WiMAX, WLAN, CATV, 光纤直放站，RFID, 门禁
无法工作在1.5GHz、2GHz的射频频段，不 支持CATV往更高频率拓展
小型化
小型化的设计，支持CATV功放、光发射机、光接收 机、光工作站、光纤放大器、均衡器 和射频功放、系
统的小型化发展趋势和要求
SJ-B (32.5*12.5*12.5) 衰减器比 Yantel VAC(9.5*5.17*14)大3倍以上
的人力和时间成本
所需要的器件个数
1pcs
3pcs
Replace
2013 Yantel Corporation Overview [ 17 ]
•应用9：替换数控衰减器
Items
专利 线性度
可靠性
vs Yantel VAD/VAC 数控衰减器
VAD/VAC
数控衰减器
2013 Yantel Corporation Overview [ 13 ]
•应用6:LNA&PA
•应用7:替换可变电阻
•应用8:替换固定Pi型衰减器
Items
专利 调节方式 可靠性
vs Yantel VAD/VAC Pi-衰减片
VAD/VAC
Pi- 衰减片
•应用2:替换SJ-B衰减器（CATV有线电视应用）
vs Yantel VAC
SJ-B
Items
VAC
SJ-A SJ-B SJ-C
专利
国际专利产品（美国、中国已授权）
无专利
射频特性
在1GHz、1.5GHz、2GHz具有优越的射频特性(低插 损、驻波小、衰减量调节精度高等),支持CATV 的工
作频率向1.5GHz、2GHz 发展的趋势
少人力成本
现场试验多个衰减器，人力成本高
焊接
可通过回流焊表贴，适合批量 生产
只能插入PCB
Replace
2013 Yantel Corporation Overview [ 10 ]
•应用4: CATV 均衡器应用
优势：实现工作频率DC~3GHz，衰减量调节精度高，步进式与 连续 式可调，VSWR小，损耗小，有效对CATV宽带内的增益平坦度进行 调节，特别适合CATV均衡器应用。
特点:
连续可调: 0~8 dB DC ~2.5 GHz & 5.8 GHz 承受功率：1 W 阻抗: 50 ohm 工作温度:-40℃ ~ +105℃ 反射低，插损小 性能优越，价格经济 可循环调节至少500次
Part No.
Attenuation Range
(dB)
Impedance
9.5*14*5.17
1.5
0.6 at 1GHz
9.5*14*5.17
1.5
0.6 at 1GHz
9.5*14*5.17
•应用1:CATV放大器、光工作站、光收发机
2013 Yantel Corporation Overview [ 7 ]
2013 Yantel Corporation Overview [ 3 ]
VAC
特点
连续可调: 0~15dB DC ~ 2.5GHz 承受功率： 1 W 阻抗: 50 或 75ohm 工作温度:-40℃ ~ +105℃ 反射低，插损小 性能优越，价格经济 可循环调节至少500次
技术支持与服务
2013 Yantel Corporation Overview [ 22 ]
主要客户
¾Motorola Mobility ¾Toshiba ¾Technetix ¾Triax ¾ Broadband International ¾ ARRIS ¾Harmonics
特点:
连续可调: 0~15dB（自带调节手柄，方便终端设备现场调节） DC ~ 2.5 GHz 承受功率：1 W 阻抗: 50 和 75 ohm 工作温度:-40℃ ~ +105℃ 反射低，插损小 性能优越，价格经济 可循环调节至少500次
Part No.
Attenuation Range
耐高温及恶劣 环境下工作
可工作在-55℃~105℃，产品在高温、低温的恶劣环 境下工作射频指标温漂小，可靠性高
只能工作在-20℃~40℃，产品无法在40℃以 上及-20℃以下正常工作，无法支持CATV系
统在恶劣环境下使用
封装
插针式&表贴式 两种 可表贴封装，支持大批量工业化生产
插针式，只能波峰焊
2013 Yantel Corporation Overview [ 8 ]
2013 Yantel Corporation Overview [ 24 ]
24
Replace
•应用3: 替换JXP固定衰减器（CATV有线电视应用）
2013 Yantel Corporation Overview [ 9 ]
vs Yantel VAD/VAC
JXP 固定衰减器
Items
VAD/VAC
专利
国际专利产品（美国，中国已 授权）
调节方式
DC-3GHz，可提供步进和连续 调节方式
所需要的器件个 数
1pcs
JXP 固定衰减器
无专利 衰减量不易调节 多个（3-5pcs）