原创 实现负载隔离与匹配的音频测试附件

若要将一个600Ω的音频电路连接到一个50Ω或75Ω电路或测试仪器上，就需要一个阻抗匹配电路；或者对电路作隔离时，还需要一个变压器。两种方法各有利弊。常见的变压器可以用低至1.5 dB的典型损耗实现阻抗匹配，提供直流隔离作用，并能用于平衡或不平衡运行的600Ω初级电路。高质量变压器的通带可以适合于音频300 MHz ~ 15 kHz的范围，并具有最小程度的振幅变化。但是，可以使600Ω与50Ω或75Ω匹配的变压器并不容易得到，而且可能价格昂贵。

　　一个最低损耗、固定值阻抗匹配电路（或衰减器pad）可以提供频率恒定的音频阻抗转换，只需两只电阻器。虽然一个pad可以提供有用的阻抗匹配功能，但它的插入损耗也很可观，在600Ω ~ 75Ω转换时的损耗为14.8 dB，600Ω ~ 50Ω转换时的损耗为16.6 dB，两种情况均会给动态范围带来不可接受的损耗。

　　作为一组测试附件的一个部分，这种低成本、可切换的双阻抗转换电路包括一个普通变压器和两个具备最小损耗的pad（参考文献1）。一个廉价的普通变压器能将600Ω初级输入阻抗降至100Ω的中等阻抗水平（图1）。开关S1选择100Ω ~ 50Ω或100Ω ~ 75Ω的最小损耗pad。该装置的构建采用要求并不严格的点对点接线，虽然这一设计使用了一个Hammond 1590LB冲压成形铝壳作屏蔽和密封，以支持三个Amphenol RFX系列BNC面板安装、绝缘框型输入、输出插座。T1是Mouser Electronics的42TM031音频变压器，电阻器为0.5W金属膜电阻器，±1%公差。以批量折扣计算，总体材料成本低于20美元。

　　为了在600Ω测试装置中作频响和衰减验证，将两个独立部件背对背地通过50Ω或75Ω端子连接起来。将600Ω ~ 600Ω传输损耗测量值减半，就可得到单个部件的测量值数据（表1）。

　　计算出100Ω ~ 50Ω最低损耗pad的插入损耗为7.7 dB，而100Ω ~ 75Ω最低损耗pad的插入损耗为4.8 dB。从测得的损耗中减去这些值，即可得到变压器的中心带宽损耗为1.3 dB ~ 1.5 dB。因选定输出端口至未用输出端的寄生耦合而产生的插入损耗大于40 dB。将一个普通变压器与两个最低损耗pad组合在一起，可以最大程度地发挥两种技术的优势。

　　低成本变压器具有适中的插入损耗，并提供直流隔离和良好的频率响应。另外，变压器的低频滚降有助于减少60 Hz的交流声和低频噪声。电绝缘的输入插孔可以将变压器输入端连接至平衡或接地的600Ω信号源。