アッテネータの真数電圧減衰量を
α
=
V
1
/
V
2
≥
1
{\displaystyle \alpha =V_{1}/V_{2}\geq 1}
、すなわちデシベル減衰量を
A
=
20
log
(
V
1
/
V
2
)
=
10
log
(
P
1
/
P
2
)
{\displaystyle A=20\log(V_{1}/V_{2})=10\log(P_{1}/P_{2})\,}
[dB] とする。
V
1
{\displaystyle V_{1}}
,
V
2
{\displaystyle V_{2}}
,
P
1
{\displaystyle P_{1}}
,
P
2
{\displaystyle P_{2}}
はそれぞれ 入力電圧、出力電圧、入力電力、出力電力である。例えば、電圧比
α
=
2
{\displaystyle \alpha ={\sqrt {2}}}
(電力比
α
2
=
2
{\displaystyle \alpha ^{2}=2}
) で A = 3.01 dB である。
以下の計算では結果のみを示しているが、例えば π 型不平衡アッテネータの諸定数は入出力インピーダンス整合条件と減衰量条件による連立方程式、
Assuming attenuation in voltage is
α
=
V
1
/
V
2
≥
1
{\displaystyle \alpha =V_{1}/V_{2}\geq 1}
, whereas the attenuation in decibel is
A
=
20
log
(
V
1
/
V
2
)
=
10
log
(
P
1
/
P
2
)
{\displaystyle A=20\log(V_{1}/V_{2})=10\log(P_{1}/P_{2})\,}
[dB], where
V
1
{\displaystyle V_{1}}
,
V
2
{\displaystyle V_{2}}
,
P
1
{\displaystyle P_{1}}
,
P
2
{\displaystyle P_{2}}
are input voltage, output voltage, input power, and output power, respectively. For example, a voltage ratio
α
=
2
{\displaystyle \alpha ={\sqrt {2}}}
(power ratio
α
2
=
2
{\displaystyle \alpha ^{2}=2}
) results A = 3.01 dB. Only results are given in the following calculation, practically, for example, the constants in the
π
{\displaystyle \pi }
type circuit is given by solving next equations.
{
Z
1
=
R
p
1
∥
(
R
s
+
R
p
2
∥
Z
2
)
Z
2
=
R
p
2
∥
(
R
s
+
R
p
1
∥
Z
1
)
α
=
V
1
V
2
=
P
1
P
2
≥
0
{\displaystyle {\begin{cases}Z_{1}=R_{p1}\parallel (R_{s}+R_{p2}\parallel Z_{2})\\Z_{2}=R_{p2}\parallel (R_{s}+R_{p1}\parallel Z_{1})\\\alpha ={\frac {V_{1}}{V_{2}}}={\sqrt {\frac {P_{1}}{P_{2}}}}\geq 0\end{cases}}}
を解くことにより得られる。+ と
∥
{\displaystyle \parallel }
は直列接続 (加法)、並列接続 (逆数の加法の逆数) を表している。その他の回路定数も同様であるが、π 型不平衡アッテネータの諸定数から平衡性の考慮、Y-Δ変換 などの方法により得ることもできる。
以下では入出力インピーダンス比を
β
2
=
Z
1
/
Z
2
{\displaystyle \beta ^{2}=Z_{1}/Z_{2}\,}
とする。
Where, operators + and
∥
{\displaystyle \parallel }
denote serial (arithmetic sum) and parallel (invesrse of sum of inverse) connections, respectively. In the article,
β
2
=
Z
1
/
Z
2
{\displaystyle \beta ^{2}=Z_{1}/Z_{2}\,}
denotes the ratio of input and output impedances.
π型平衡アッテネータ
平衡・非対称の場合
{
R
p
1
=
α
2
−
1
α
2
+
1
−
2
α
β
Z
1
R
p
2
=
α
2
−
1
α
2
+
1
−
2
α
/
β
Z
2
R
s
u
=
R
s
l
=
α
2
−
1
4
α
Z
1
Z
2
{\displaystyle {\begin{cases}R_{p1}={\frac {\alpha ^{2}-1}{\alpha ^{2}+1-2\alpha \beta }}Z_{1}\\R_{p2}={\frac {\alpha ^{2}-1}{\alpha ^{2}+1-2\alpha /\beta }}Z_{2}\\R_{su}=R_{sl}={\frac {\alpha ^{2}-1}{4\alpha }}{\sqrt {Z_{1}Z_{2}}}\end{cases}}}
ただし、
R
P
1
,
R
P
2
{\displaystyle R_{P1},R_{P2}}
は両式とも分子は正なので分母を正に限定することにより、減衰量と入出力インピーダンスは次のように制限される。
Z
1
≥
Z
2
{\displaystyle Z_{1}\geq Z_{2}}
(
β
≥
1
{\displaystyle \beta \geq 1}
) のとき、
α
=
β
+
β
2
−
1
{\displaystyle \alpha =\beta +{\sqrt {\beta ^{2}-1}}}
で
R
p
1
=
∞
{\displaystyle R_{p1}=\infty }
Z
2
≥
Z
1
{\displaystyle Z_{2}\geq Z_{1}}
(
0
≤
β
≤
1
{\displaystyle 0\leq \beta \leq 1}
) のとき、
α
=
β
−
1
+
β
−
2
−
1
{\displaystyle \alpha =\beta ^{-1}+{\sqrt {\beta ^{-2}-1}}}
で
R
p
2
=
∞
{\displaystyle R_{p2}=\infty }
である。
平衡・対称の場合
上式において
Z
=
Z
1
=
Z
2
{\displaystyle Z=Z_{1}=Z_{2}}
すなわち
β
=
1
{\displaystyle \beta =1}
とすることにより次式を得る。
{
R
p
1
=
R
p
2
=
α
+
1
α
−
1
⋅
Z
R
s
u
=
R
s
l
=
α
2
−
1
4
α
⋅
Z
{\displaystyle {\begin{cases}R_{p1}=R_{p2}={\frac {\alpha +1}{\alpha -1}}\cdot Z\\R_{su}=R_{sl}={\frac {\alpha ^{2}-1}{4\alpha }}\cdot Z\end{cases}}}
π型不平衡アッテネータ
不平衡・非対称の場合
π型平衡アッテネータの定数に対して
R
s
=
R
s
u
+
R
s
l
{\displaystyle R_{s}=R_{su}+{R_{s}l}}
と置くことにより、
{
R
p
1
=
α
2
−
1
α
2
+
1
−
2
α
β
Z
1
R
p
2
=
α
2
−
1
α
2
+
1
−
2
α
/
β
Z
2
R
s
=
α
2
−
1
2
α
z
1
z
2
{\displaystyle {\begin{cases}R_{p1}={\frac {\alpha ^{2}-1}{\alpha ^{2}+1-2\alpha \beta }}Z_{1}\\R_{p2}={\frac {\alpha ^{2}-1}{\alpha ^{2}+1-2\alpha /\beta }}Z_{2}\\R_{s}={\frac {\alpha ^{2}-1}{2\alpha }}{\sqrt {z_{1}z_{2}}}\end{cases}}}
ただし、
R
P
1
,
R
P
2
{\displaystyle R_{P1},R_{P2}}
は両式とも分子は正なので分母を正に限定することにより、減衰量と入出力インピーダンスは次のように制限される。
Z
1
≥
Z
2
{\displaystyle Z_{1}\geq Z_{2}}
(
β
≥
1
{\displaystyle \beta \geq 1}
) のとき、
α
=
β
+
β
2
−
1
{\displaystyle \alpha =\beta +{\sqrt {\beta ^{2}-1}}}
で
R
p
1
=
∞
{\displaystyle R_{p1}=\infty }
Z
2
≥
Z
1
{\displaystyle Z_{2}\geq Z_{1}}
(
0
≤
β
≤
1
{\displaystyle 0\leq \beta \leq 1}
) のとき、
α
=
β
−
1
+
β
−
2
−
1
{\displaystyle \alpha =\beta ^{-1}+{\sqrt {\beta ^{-2}-1}}}
で
R
p
2
=
∞
{\displaystyle R_{p2}=\infty }
である。
不平衡・対称の場合
上式において
Z
=
Z
1
=
Z
2
{\displaystyle Z=Z_{1}=Z_{2}}
とすることにより次式を得る。
{
R
p
1
=
R
p
2
=
α
+
1
α
−
1
⋅
Z
R
s
=
α
2
−
1
2
α
⋅
Z
{\displaystyle {\begin{cases}R_{p1}=R_{p2}={\frac {\alpha +1}{\alpha -1}}\cdot Z\\R_{s}={\frac {\alpha ^{2}-1}{2\alpha }}\cdot Z\end{cases}}}
T型不平衡アッテネータ
{
R
s
1
=
R
s
2
=
R
p
=
{\displaystyle {\begin{cases}R_{s1}=\\R_{s2}=\\R_{p}=\end{cases}}}
T型平衡アッテネータ
π型不平衡回路をY-Δ変換 変換することにより、
{
R
s
u
1
=
R
s
u
2
=
R
s
l
1
=
R
s
l
2
=
R
p
=
{\displaystyle {\begin{cases}R_{su1}=R_{su2}=\\R_{sl1}=R_{sl2}=\\R_{p}=\end{cases}}}