中古 キーサイト(HP/アジレント) Keysight アッテネータセット (18GHz) 8494B(002) 8496B(002) 11716C

アッテネータ(減衰器)は、信号の振幅を既知の比率で正確に小さくする機器で、減衰量はdBで表します。計測用のものは、ただ信号を弱めるだけでなく、入力側と出力側から見たインピーダンスが50Ωや75Ωなどの規定値に保たれる「定インピーダンス性」と、広い周波数範囲で減衰量がほぼ変わらない「広帯域性」を前提に設計されています。2本の抵抗による単純な分圧回路では、分圧比に応じてインピーダンスが変わり、分布容量の影響で周波数特性も出るため、計測用のアッテネータとは区別されます。
内部は抵抗器をT形やπ形に組んだ回路が基本で、通過する電力の一部を抵抗体で熱に変えて吸収します。形態は大きく3つあります。減衰量が一定の固定形(アッテネータパッド)、スイッチで減衰量を段階的に切り替えるステップ形、連続的に変えられる可変形です。ステップ形は、異なる減衰量の区間を直列に並べて切り替えで組み合わせる構造で、1dB刻みで十数dB、10dB刻みで数十dBといった範囲を組み合わせるのが典型です。電気的に切り替えるプログラマブル形は、内部の区間をソレノイド駆動のリレーで切り替えます。この形には専用の駆動装置(アッテネータ/スイッチドライバ)を組み合わせることが多く、24V程度の駆動電源を供給しながら、GPIB、USB、LANを通じてSCPIコマンドで制御し、自動試験システムに組み込みます。マイクロ波帯では、導波管内の抵抗体を動かしたり回したりして減衰量を変える導波管形も使われます。
用途で最も分かりやすいのは、測定器入力の保護と飽和防止です。感度の高い受信側測定器に大きな信号をそのまま入れると飽和するため、手前で減衰させてから入力します。信号源の出力側でもよく使われ、低レベルの信号が必要なときは、信号源から大きめのレベルを出してアッテネータで落とします。この方法なら、信号源のノイズやDCオフセットも同じ比率で減衰するため、たとえば40dB減衰させればS/Nもその分だけ改善します。被測定物の入力端で反射が起きて波形が乱れる場合は、入力のすぐ近くに20dBのアッテネータを入れると、反射波は往復で2回減衰するため、信号源側から見た反射を大きく抑えられます。さらに、ステップ形を基準にして、メータの読みが同じになるように減衰量を合わせれば、増幅器の利得や被測定物の減衰量を求める置換測定もできます。信号発生器や各種アナライザの内部にも同様の減衰回路が組み込まれており、レベル設定の要になっています。
実務上の注意点は3つあります。1つ目は、減衰量が保証されるのは、信号源、負荷、アッテネータ自身のインピーダンスがそろっているときに限られることです。2つ目は、許容電力(平均とピーク)を超えないことです。パワーアンプの出力などに接続して超過すると、発熱で誤差が増えたり破損したりします。3つ目は、選定時に周波数範囲、減衰量の確度、VSWR、コネクタの種類を確認することです。ステップ形の場合は、切り替え寿命や再現性、校正データの有無も確認します。測定器に内蔵されたアッテネータを微調整つまみと併用する場合は、アッテネータ側で多く減衰させる設定のほうが良好な特性を得やすいとされています。