容阻衰减网络.docx

容阻衰减网络.docx

《容阻衰减网络.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《容阻衰减网络.docx（17页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

容阻衰减网络

“容阻衰减网络”资料整理

第一作者16231208许盛浩

第二作者16231158吴私

第三作者1623戴一夫

电子信息工程学院

2017年9月7日

目录

1小组成员分工情况2

2原理/计算方法2

3制作5

4应用13

参考文献13

1.小组成员分工情况

表1小组成员分工情况表

学号

姓名

负责内容

工作量占比

备注

16231208

许盛浩

资料整理

40%

组员

16231158

吴私

资料搜集

30%

组员

16231171

戴一夫

资料搜集

30%

组员

2.原理

2.1衰减器（网络）定义

衰减器是在指定的频率范围内，一种用以引入一预定衰减的电路。

在无线系统测试中常常需要对从一个设备到另一个设备的信号进行衰减。

例如，射频发射机测试中，涉及的功率等级常常从几瓦到几百瓦甚至上千瓦，这么大功率的信号必须得经过衰减以后才可以连接到大部分的测试设备中，否则会对测试设备有损害。

一种叫做衰减器的简单电路常常能用来减少信号幅度，而且衰减器不但可以把信号电压衰减到一定值还可以对阻抗值进行变换。

实现此功能的电路常常被称作π型或T型衰减网络。

一般在实际应用中以所引入衰减的分贝数及其特性阻抗的欧姆数来标明。

在有线电视系统里广泛使用衰减器以便满足多端口对电平的要求。

如放大器的输入端、输出端电平的控制、分支衰减量的控制。

衰减器有无源衰减器和有源衰减器两种。

有源衰减器与其他热敏元件相配合组成可变衰减器，装置在放大器内用于自动增益或斜率控制电路中。

无源衰减器有固定衰减器和可调衰减器。

2.2衰减器（网络）理论分析[1]

大部分测试设备常常具有特定的输入阻抗。

比如，许多的无线通信测试设备的特性阻抗为50Ω而视频设备的特性阻抗为75Ω。

我们可以通过在输入端简单的串联一个电阻来实现对信号的衰减，如图1所示，R用来衰减进入设备的信号电压，但是它导致从源端看进去的输入阻抗为

RI=50Ω+R

这种结果常常是我们不希望的，因为它会导致信号不匹配。

如图2所示电路可以在不改变等效阻抗的前提下实现对信号电压的衰减，图中增加的两个电阻可以保持等效电阻不变。

所以此电路被称为T型电阻网络。

另一种电路拓扑如图3所示，其因像字母π所以被称作π型网络，它与Τ型网络一样可以实现信号衰减并保持输入阻抗不变。

以图2为例对T型网络的设计公式进行推导:

首先因为从输入端看进去的输入电阻应该等于RO，所以可得

（RO+R1）//R2+R1=RO①

又根据电路输入电压和输出电压的关系可得：

联立方程①和②，可解得：

同理，可得图3所示π型网络的计算公式为：

除此之外，还有桥T型衰减器和倒L型衰减器[2]

图4.桥T型衰减器

类似以上算法可得出：

图5.倒L型衰减器

表1.一些网络图形和计算公式参考[3]

3.制作

由于衰减器（网络）大部分为电阻式，其电阻制作工艺占衰减器制作工艺绝大部分比重。

贴片电阻（SMDResistor）[4]学名叫片式固定电阻器，是从ChipFixedResistor直接翻译而来的，特点是耐潮湿、耐高温、可靠度高、外观尺寸均匀，精确且温度系数与阻值公差小。

按生产工艺分厚膜片式电阻（ThickFilmChipResistor）和薄膜片式电阻（ThinFilmChipResistor）两种。

厚膜贴片电阻是采用丝网印刷将电阻性材料淀积在绝缘基体（例如氧化铝陶瓷）上，然后烧结形成的。

我们常见且我司在大量使用的基本都是厚膜片式电阻，精度范围在±0.5%~10%之间，温度系数在±200ppm/℃~±400ppm/℃。

薄膜片式电阻，通常为金属薄膜电阻，是在真空中采用蒸发和溅射等工艺将电阻性材料溅镀（真空镀膜技术）在绝缘基体上制成，特点是温度系数低，温漂小，电阻精度高。

按封装分01005、0201、0402、0603、0805、1206、1210、2010、2512等，其常见序列的精度为±1%、±5%，标准阻值有E24和E96序列，常见功率有1/20W、1/16W、1/8W、1/4W、1/2W、1W等。

3.1贴片电阻的结构

结构层

主要成分

①陶瓷基片

Substrate

三氧化二铝

Al2O3

②面电极

FaceElectrode

银-钯电极

Ag-Pd

③背电极

ReverseElectrode

银电极

Ag

④电阻体

ResistiveElement

氧化钌、玻璃

Rutheniumoxide，glass

⑤一次保护层

1stprotectivecoating

玻璃

Glass

⑥二次保护层

2stprotectivecoating

玻璃/树脂

Glass/Resin

⑦标记

Marking

玻璃/树脂

Glass/Resin

⑧端电极

Termination

银电极/镍铬合金

Ag/Ni-Cr

⑨中间电极

BetweenTermination

镍层

NiPlating

⑩外部电极

OuterTermination

锡层

SnPlating

贴片的电阻主要构造如下：

3.2贴片电阻生产工艺流程

3.2.1生产流程

常规厚膜片式电阻的完整生产流程大致如下：

3.2.2．生产工艺原理及CTQ

针对上述的厚膜片式电阻生产流程中的相关生产工序的功能原理及CTQ介绍如下。

3.2.2.1背导体印刷

【功能】背面电极作为连接PCB板焊盘使用。

【制造方式】背面导体印刷烘干

Ag膏—>140°C/10min，将Ag膏中的有机物及水分蒸发。

基板大小：

通常0402/0603封装的陶瓷基板是50x60mm，

1206/0805封装的陶瓷基板是60x70mm。

3.2.2.2正导体印刷

【功能】正面电极导体作为内电极连接电阻体。

【制造方式】正面导体印刷烘干高温烧结

Ag/Pd膏—>140°C/10min，将Ag/Pd膏中的有机物及水分蒸发—>850°C/35min烧结成型

CTQ：

1、电极导体印刷的位置（印刷机定位要精确）；

2、Ag/Pd（钯）膏印刷厚度（通过钢网厚度进行控制）；

3、炉温曲线，传输链速（5.45~6.95IPM（英寸/分））。

3.2.2.3电阻层印刷

【功能】电阻主要初R值决定。

【制造方式】电阻层印刷烘干高温烧结

R膏（RuO2）—>140°C/10min—>850°C/40min烧结固化

CTQ：

1、R膏的目标阻值（目标阻值的R膏是通过多种原纯膏按一定比例混合

调配而成，常见原纯膏有1R、4R7、10R、47R、100R、1K、4K7、47K等）；

2、电阻层印刷的位置（印刷机定位要精确）；

3、R膏印刷厚度（通过钢网厚度进行控制）；

4、R膏的解冻搅拌及使用时间（1周使用完）；

5、炉温曲线，传输链速。

3.2.2.4一次玻璃保护

【功能】对印刷的电阻层进行保护，防止下道工序镭射修整时对电阻层造成

大范围破坏。

【制造方式】一次保护层印刷烘干高温烧结

玻璃膏—>140°C/10min—>600°C/35min烧结

CTQ：

1、玻璃膏印刷的位置（印刷机定位要精确）；

2、玻璃膏印刷厚度（通过钢网厚度进行控制）；

3、炉温曲线，传输链速。

3.2.2.5镭射修整

【功能】修整初R值成所需求的阻值。

【制造方式】以镭射光点切割电阻体改变电阻的长宽比，使初R值升高到需

求值。

R=ρl/s，ρ:

材料的电阻率，l:

电阻材料的长度，s:

截面面积。

CTQ：

1、切割的长度（机器）；

2、切割的深度（以刚好切断电阻深度为宜）；

3、镭射机切割的速度。

3.2.2.6二次玻璃保护

【功能】对切割后的电阻层进行二次保护，保护层需具备抗酸碱的功能，

使电阻不受外部环境影响。

【制造方式】二次保护层印刷烘干

玻璃膏/树脂（要求稳定性更好）—>140°C/10min

CTQ：

1、玻璃膏印刷的位置（印刷机定位要精确）；

2、玻璃膏印刷厚度（通过钢网厚度进行控制）；

3、炉温曲线，传输链速。

3.2.2.7阻值码字印刷

【功能】将电阻值以数字码标示

【制造方式】阻值码油墨印刷烘干烧结

黑色油墨（主要成分环氧树脂）—>140°C/10min—>230°C/30min

CTQ：

1、油墨印刷的位置（印刷机定位要精确）；

2、炉温曲线，传输链速。

3.2.2.8折条

【功能】将前段字码烧结后的基板按条状进行分割。

【制造方式】用折条机按照基板上原有的分割痕将基板折成条。

CTQ：

1、折条机分割压力；

2、基板堆叠位置，折条原理如图。

3.2.2.9端面真空溅渡

【功能】作为侧面导体使用。

【制造方式】将堆叠好的折条放入真空溅镀机进行溅镀干燥烧结

Ag/Ni-Cr合金—>140°C/10min—>230°C/30min

原理：

先进行预热，预热温度110°C，然后利用真空高压将液态的Ni溅渡到端面上，形成侧面导体。

Ni具有良好的耐腐蚀性，并且镀镍产品外观美观、干净，主要用在电镀行业。

CTQ：

1、折条传输速度；

2、真空度；

3、镀膜厚度（膜厚测量进行监控）。

3.2.2.10折粒

【功能】將条状之工件分割成单个的粒状。

【制造方式】使用胶轮与轴心棒搭配皮带来进行分割。

CTQ:

1、胶轮与轴心棒之间的压力大小；

2、传输皮带的速度。

3.2.2.11电镀

【功能】Ni：

保护让电极端不被浸蚀。

Sn：

增加焊锡性。

【制造方式】1、利用滚筒于电镀液中进行点解电镀，滚筒端作为电解的阴极得电子在阴极端还原成镍/锡，电解槽端用Ni金属/Sn金属作为阳极失电子氧化成Ni2+/Sn2+，进而补充电解液中的镍/锡离子。

2、将电镀好后的电阻放入到热风烤箱进行干燥，干燥温度140°C约10min。

CTQ:

1、电镀液的浓度及PH值（PH<7）、电镀时间（2小时）；

2、镀膜厚度（抽检5pcs/筒，镀层厚度测试仪）；

3、焊锡性。

注意事项：

在电镀前一般加入Al2O3球和Steel钢球，AL2O3球使搅拌更均匀，钢球的作用是使得导电性更好。

3.2.2.12磁性筛选

【功能】利用镍的磁性将不良品筛选出来。

【原理】不良品的磁性小，吸引力小，进行筛选时会自动掉落到不良品盒，

良品掉落到良品盒。

3.2.2.13电性能测试

【功能】利用自动测试机对两电极端的阻值进行测试，按不同精度需求筛选

出合格产品。

【原理】将自动检测机的电阻表上%数先设定好（一般设5%、1%、0.1%等），自动检测机上分别安置5%精度盒、1%精度盒、0.1%精度盒等以及不良品盒。

当测试到的产品阻值是精度5%的则利用气压嘴将产品吹入到5%精度盒，1%、0.1%类同，当测试到阻值精度不在设定5%、1%/0.1%，则将其打入到不良品盒。

3.2.2.14编带包装

【功能】将电阻装入纸带包装成卷盘

【制造方式】全自动机器利用热熔胶上下带将电阻封装到纸带孔内做成卷盘。

CTQ:

上面胶带拉力以及冲程压力。

疑问：

如何确保编带时电阻字码面朝上？

—>在将电阻体装入纸带前装有激光点检器，当字码面朝上时检测OK通过，当字码面朝下时利用气压嘴将其矫正为字码面朝上。

4.应用

衰减器广泛地应用于电子设备中，它的主要用途是：

（1）调整电路中信号的大小；

（2）在比较法测量电路中，可用来直读被测网络的衰减值；

（3）改善阻抗匹配，若某些电路要求有一个比较稳定的负载阻抗时，则可在此电路与实际负载阻抗之间插入一个衰减器，能够缓冲阻抗的变化。

[5]

参考文献

[1]

[2]

[3]周益祥.电阻衰减匹配网络的设计计算法[J].广播与电视技术,1993,

（02）:

20-26+45.[2017-09-13].DOI：

10.16171/ki.rtbe.1993.02.004

[4]

[5]