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公式

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結果

直列抵抗 R1
96.25
Ω(オーム)
シャント抵抗 R2(各) 71.15 Ω
電圧比 K 3.1623

πアッテネータとは?

πアッテネータ(パイ型減衰器)は、ギリシャ文字の「π」のような形をした受動抵抗回路です。両側にグランドへ落とす2本の等しいシャント抵抗(R2)があり、その間を1本の直列抵抗(R1)でつなぎます。信号電力を正確な量だけ減衰させながら、ソース側とロード側のインピーダンスを整合させたまま保てるのが特徴です。これは反射を抑えたいRF・オーディオ・測定器の設計において欠かせない性質です。

1つの直列抵抗と2つの並列抵抗がπ字を形成するπ型アッテネータ回路の概略図
π型アッテネータの構成:入力と出力の間に直列抵抗R1、接地への並列抵抗R2を2つ配置。

この計算ツールの使い方

必要な減衰量をデシベル(dB)で入力し、システムの特性インピーダンスZを指定します(RFでは50Ω、映像系では75Ωが一般的です)。すると、1本の直列抵抗R1と、2本あるシャント抵抗R2それぞれの値、さらに電圧比Kが表示されます。

計算式の解説

まず減衰量を線形の電圧比に変換します:$$K = 10^{\frac{\text{dB}}{20}}$$対称型(両側同インピーダンス)のπパッドでは、抵抗値は次のとおりです:$$R_1 = \text{Z} \cdot \frac{K+1}{K-1} \qquad R_2 = \text{Z} \cdot \frac{K^2-1}{2K}$$なお\(K\)は1より大きく(減衰量が0dBより上)なければなりません。そうでないと\(R_1\)が定義できなくなります。

特性インピーダンスZに整合した、ソースと負荷の間のアッテネータを示す図
このパッドは入力側と出力側の両方で特性インピーダンスZに整合している。

計算例

50Ωのシステムで10dBの減衰を得たい場合:\(K = 10^{\frac{10}{20}} = 10^{0.5} \approx 3.1623\)。$$R_1 = 50 \cdot \frac{3.1623+1}{3.1623-1} = 50 \cdot \frac{4.1623}{2.1623} \approx 96.25\,\Omega$$$$R_2 = 50 \cdot \frac{10-1}{2 \cdot 3.1623} = \frac{450}{6.3246} \approx 71.15\,\Omega$$実際に組むときは、これらに最も近いE系列の標準抵抗値を選びましょう。

よくある質問

π型とT型アッテネータの違いは? どちらも同じ減衰量を実現できます。T型は「直列・シャント・直列」、π型は「シャント・直列・シャント」の構成です。基板レイアウトや寄生成分の影響などを考慮して選びます。

なぜR2が2本必要なの? π回路は対称構造のため、両方向で整合をとれるよう、各側に同じ値のシャント抵抗を1本ずつ配置します。

電力の減衰にも使える? 使えますが、各抵抗の定格電力(許容損失)を必ず確認してください。入力側のシャント抵抗と直列抵抗で最も多くの電力が消費されます。

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