Induktorok, induktorok, induktorok alapvető paraméterei
A nagyfrekvenciás tekercseket induktivitásnak nevezzük, amelynek ellenállása a 100 kHz-es felső határon induktív. 400 MHz. Nagyfrekvenciás induktorokat használnak oszcillátor áramkörök elemeként a CEA egyes áramkörök egyes részei közötti mágneses összeköttetés megszerzéséhez vagy az áramkör meghatározott szakaszaiban a reaktív induktív reaktancia létrehozásához.
A céltól függően a nagyfrekvenciájú induktorok négy csoportra oszthatók:
a) olyan áramkörök tekercsei, amelyek nem határozzák meg a frekvenciát;
b) a frekvenciát meghatározó áramkörök (például heterodynek);
c) más áramkörökkel rendelkező kommunikációs áramkörök;
d) nagyfrekvenciás fojtók.
Szerkezeti jellemzői a tekercs oszlik hengeres, sík (spirál), és toroid, egy- és többrétegű magok és anélkül magok, árnyékolt és árnyékolatlan. Az egyrétegű tekercseket kényszerített vagy merev tekercseléssel állítják elő, a lapos tekercseket egy huzalból vagy egy fóliából készítettek egy nyomtatott áramköri lapon.
A változtatható induktivitással rendelkező nagyfrekvenciás tekercseket a készülékek működése közben áramkörök hangolására használják, valamint az állítható tekercseket a berendezés gyártási folyamat során történő beállításához.
A tekercsek alapvető paraméterei
Az induktivitás a tekercs által tárolt energiamennyiséget jellemzi, amikor elektromos áram áramlik rajta. Minél nagyobb a tekercs induktivitása, annál nagyobb a mágneses mező energiája egy adott áramban. Az induktivitás függ a tekercs alakjától, méreteitől, a tekercsek számától, valamint a mag méretétől, alakjától és anyagától.
A Q-tényező a tekercs reaktanciájának és a veszteségekkel szembeni ellenállásának aránya. A tekercs minősége a legtöbb esetben meghatározza az áramkör rezonáns tulajdonságait és hatékonyságát.
A saját kapacitás parazita paraméter. A tekercs kapacitásának jelenléte az energiaveszteségek növekedését és az oszcilláló áramkörök hangerejének csökkenését okozza. A tartománykörökben a tekercs kapacitása csökkenti a frekvenciatartomány átfedését.
Stabilitás paraméterek változásokat a hőmérséklet és a páratartalom, és az idő különösen fontos a tekercsek heterodin áramkörök, keskeny sávú szűrők, és mások. Induktivitása stabilitás a hőmérséklet változására jellemző a hőmérsékleti együttható az induktivitás (TKI) egyenlő a relatív változása induktivitás amikor a hőmérséklet 0 ° C hőmérsékleten I
Induktív tekercsek az oszcilláló áramkörök számára
Az egyrétegű hengeres tekercseket dielektromos kereteken vagy azok nélkül végzik el. A keretek nélküli tekercseket akkor használják, ha magas minőségi tényezőre van szükség, mivel az induktivitás stabilitása alacsony követelményeket támaszt, például a mérőhullámok tartományában lévő vevőkészülékek bemeneti eszközeinek körvonalaihoz. Az ilyen tekercsekhez használt huzal átmérője elsősorban szerkezeti merevség miatt (1,5 mm és ennél nagyobb), és a fordulatszám korlátozott (5,8). Egyrétegű tekercsek esetében, folyamatos kanyargós kivitelben, sima kereteket készítenek; a kényszerített szögben felhevített orsókkal, - hornyokkal ellátott keretek, amelyek egy spirális vonal mentén helyezkednek el, vagy bordák a henger generátora mentén.
A kényszerített szálakkal feltekert tekercsek saját kapacitásuk és nagyobb Q-tényezőjük között különböznek. Minőségi tényezőjük növekedése a saját kapacitásának csökkenése következtében a dielektromos veszteségek csökkenésével magyarázható. Ezek az előnyök tekercsek seb egy pozitív lépés tekercselés jelennek erősebb keretek, bordákkal, valamint a gyártás a szövetváz egy anyagot egy alsó dielektromos állandója a termék veszteségi tangens.
A 15-20 μG-nál nagyobb induktivitású egyrétegű tekercseknél általában folyamatos tekercselést alkalmaznak. A folytonos tekercselésre való átállás célszerűségét a tekercs átmérője határozza meg. Az induktivitás közelítő értékét adjuk meg, amelynél a folytonos tekercselésre való átmenet javasolt:
A keret átmérője, mm-ben 0 10 15 20 25
Limit induktivitás, μG 2 4 10 20 30
A több mint százmgg induktivitású tekercsek többrétegűek. 10 mm-es keretes átmérővel az egyrétegű tekercselés legfeljebb 30 μG induktivitásra alkalmas.
Az egyrétegű induktorokat rézzel bevont vezetékekkel (kényszerített szögben) vagy rézhuzalban zománcszigeteléssel feltekerjük. Tekercsek rezgőkörökkel és oszcillátorok rövid méteres hullámok, amelyek a követelmények magas minőségi tényező és induktív stabilitás, feltekerve keretek a nagyfrekvenciás kerámia van egy kis hőmérséklet lineáris hőtágulási együttható, egy kis értéke a veszteségi tényező és megfelelő mechanikai szilárdságú. A tekercselést jelentős feszültségű vezetékkel végezzük (a törőerő 50, .. 60% -a), vagy 80-ra hevítve. 120 0 Kisfeszültségű vezetékkel. A tekercseket nagyobb stabilitás jellemzi, amelyben a tekercselést a kerámia kereten lerakódott rézréteg képezi az égetéssel és ezüst után.
A folyamatos tekercseléssel előállított egyrétegű tekercs induktivitását a képlet határozza meg
ahol L az induktivitás, μG; D a tekercs átmérője, cm; l - tekercselési hossz, cm; - fordulatok száma;
Kényszerített pályán való feltekerés a következő képlet szerint:
ahol L a tekercs induktivitás, μG; L a (3.1) képlet alapján számított induktivitás, μG; k a korrekciós tényező.
A folyamatos tekercseléssel előállított egyrétegű tekercsek induktivitásának pontos beállításához tuning magot, extrém tekercseket vagy koaxiális tekercset kapcsolnak a tekerccsel. A kényszerített tekercseléssel tekercselt tekercsek induktivitását az egyik vezeték összekötő helyének mozgatásával is megváltoztathatjuk.
Szimmetrikus induktorokat használnak szimmetrikus oszcilláló áramkörökben (frekvenciaérzékelők áramkörei stb.). A bifiláris tekercselést két vezeték hajtja végre, összehajtva. Egy vezeték kezdete a másik végéhez csatlakozik. A csomópont a tekercs középső kivezetése. Ilyen tekercseléssel az induktivitást a mag határozza meg, nem fontos szimmetriasérüléssel. A kereszt tekercselés lehetővé teszi a pontosabb szimmetriát, amelyet a mag beállítása nem zavar.
Többrétegű hengeres induktorokat használnak, ha induktivitásuk meghaladja a 30 μg-ot.
Uncompartmented többrétegű tekercselő közönséges, amelyek csökkentett minőségi tényező és a stabilitás, a magas self-kapacitás jelentősen jobb többrétegű tekercs, amelyet tekercselés „vnaval”, amikor a tekercsek találhatók véletlenszerűen. Az "univerzális" (kereszt) tekercseléssel előállított tekercsek viszonylag magas Q-tényezővel (akár 100-mal) és csökkentett saját kapacitással rendelkezhetnek, de gyártásukhoz kifinomultabb berendezés szükséges. Jelenleg az "univerzális" tekercseléssel előállított tekercseket ritkán állítják elő, mivel egyenértékű paraméterek érhetők el a "vnaval" tekercseléssel, ha tipikus ferromágneses magokat használunk. Tipikusan a többrétegű tekercsek polisztirol keretekre vannak feltekerve. Zománc szigetelésű tekercseléshez zománcot és további selyem szigetelést használnak. Ha extra vezetékek, selyem, szigetelt csökkentett önálló kapacitása a tekercsek, és a, segítségével fonott vezetékek, növeli a minőségi tényező (frekvencián nem haladó 1. 1,5 MHz). A litocidben csévélt tekercsek jelentős hátránya, hogy a saját kapacitásuk erőteljesen megnövekedett, legalább egy vezetéknek a törése vagy rossz érintkezésével.
A mag nélküli magasságú tekercs induktivitását az alábbi képlet határozza meg:
ahol L az induktivitás, μG; Dcp - a tekercs átlagos átmérője, cm;
l a tekercs hossza, cm; t a tekercs vastagsága, cm; a fordulatszám.
A szeletelt tekercseket viszonylag magas minőségi tényező, csökkentett saját kapacitás és kisebb külső átmérő jellemzi. A leggyakrabban szeletelt tekercseket speciális vnaval keretekre kell feltekerni. Minden szakasz egy többrétegű tekercs, kis fordulatokkal. A szakaszok számát általában 2-6 választja ki.
Az n szakaszokból álló szakaszos tekercs induktivitását az alábbi képlet határozza meg:
ahol Lc a szakasz induktivitása; kszв - a szomszédos szakaszok közötti kapcsolódási tényező a szekciók méretétől és a b távolságtól függően. A b / Dcp arányt úgy választjuk meg, hogy a csatolási együttható értéke a 0,25 ... 0,4 tartományban legyen. Ez akkor érhető el, ha b = 2l. Minden szakasz normál tekercsként van kiszámítva (lásd fent).
A lapos tekercsek a réz tekercselő huzalok tekercseléséből vagy a fóliahüvelyből vagy üvegszálból történő nyomtatással készülnek. Kerek, négyzet alakú vagy más formájú lehet. A lapos huzal tekercseket kielégítő mechanikai szilárdsággal, viszonylag kis kapacitással, egyszerű gyártással jellemeznek, és akár 10 MHz-es frekvencián is használhatók. A gyártás során ajánlatos további selyemszigeteléssel ellátott drótokat használni, mivel ebben az esetben a fordulatok ragasztócsuklójának megnövekedett szilárdsága érhető el.
Az üvegszálas nyomtatott lapos tekercseket fokozott mechanikai szilárdság jellemzi, és 100 MHz-es frekvenciákon használatosak. Nagyobb frekvenciák esetén a nyomtatott tekercsek habos fluoroplasztikusak. Tipikusan a nyomott tekercsek induktivitása nem haladja meg a 10 μG-ot. A tekercs Q-tényezőjének elfogadható értékének eléréséhez a vezetékek szélességét 0,4-re kell választani. 1 mm. Ebben az esetben legfeljebb 10 μG induktivitású tekercset helyezünk 1 cm2-es területre. Az induktivitás növelése érdekében a nyomtatott áramköri lap egy vagy mindkét oldalán két vagy több tekercset lehet használni. A tekercs Q-tényezőjének növeléséhez a belső fordulat átmérőjének legalább 10 mm-nek kell lennie. A modern nyomtatási tekercsek minõségi tényezõje 100,130 a 10. 30 MHz frekvenciákon.
A lapos tekercs induktivitása és minőségi tényezője jelentősen megnövekszik, ha az egyik vagy mindkét oldala ferritlemezre kerül. A tekercs és a lemezek közötti távolság változtatásával lehetőség van a tekercs induktivitásának beállítására.
Árnyékolt tekercseket használunk, ha az szükséges, hogy megszüntesse a parazita kapcsolási által okozott külső elektromágneses mező egy tekercset, vagy terekre befolyásolják más forrásokból árnyékolás hatékonysága növelésével fokozzuk a frekvencia a váltakozó mező, a pajzs vastagsága, és csökken az ellenállása a szűrőanyag. A nagyfrekvenciájú induktorok rácsai vagy alumíniumból készülnek, amelyek vastagsága legalább 0,4. 0,5 mm. Egy ilyen képernyőn vastagsága során a váltakozó erőtér frekvenciájának nagyobb, mint 1 MHz nagyobb, mint az a távolság, amelynél az indukált áramsűrűség esik 100-szor képest az áramsűrűség a képernyő felülete, amely elegendő a hatékony szűrés.
A képernyő hatására a tekercs paraméterei megváltoznak: az induktivitás és a Q-tényező csökkenése, valamint a kapacitás növekedése. A tekercs paramétereinek módosítása annál inkább minél közelebb van a tekercshez.
Gyakran a nagyfrekvenciás tekercsek képernyői lyukakkal rendelkeznek a magok forgatásához vagy az induktív módon csatlakoztatott egyik tekercs pozíciójának megváltoztatásához. Ezekben az esetekben a lyukaknak minimálisnak kell lenniük. A nyílásokat merőlegesen kell elhelyezni a hengeres szita generátorára, ha a tekercs koaxiális a képernyővel.
Tekercsek fém mag nem mágneses, azzal jellemezve, hogy nagy stabilitás oszcillátorok használják áramkörök vevőkészülékek széles sávú IF HF és VHF magok Anyag - réz, sárgaréz, alumínium és ötvözetei. Réz magok főként beállítására az induktivitást (legfeljebb 20%), amikor a beiktatási veszteség minimálisnak kell lenni mag. Amikor be a fémmag tekercs induktivitása és a Q faktor csökken, az induktivitás csökken, annál nagyobb a fém térfogatát bevezetett chem.bolshy, és annál nagyobb a vezetőképességét. A minőségi tényező még nagyobb mértékben csökken, mint az induktivitás. Például, a bevezetése a réz a tekercsmag, az induktivitás-redukáló 15%, csökkenését okozza a jósági tényezője 45%. Amikor beadjuk egy alumínium mag, amely csökkenti az induktivitást a 15%, a minőségi tényező csökken 3. 4-szeres. Ezért az alumínium magokat használják a tekercsek a szélessávú áramkörök speciális vevők.
A nem-mágneses fémek magjainak tekercsek számításánál a tekercs mag nélküli magjának számított értékét határozzuk meg:
ahol Lmp az induktivitás szükséges értéke; # 63; L / L - a tekercs induktivitásának relatív változása a mag behelyezésével.
A ferromágneses maggal rendelkező tekercsek kevesebb fordulatot tartalmaznak egy adott induktivitáshoz, és magasabb minőségi tényezővel és kisebb méretűek. A ferromágneses magok használata lehetővé teszi a képernyők méretének csökkentését és az induktivitás beállításának egyszerűsítését. Ezek az előnyök valósulnak teljesen a LW, MW és SW megfelelő választás a forma és annak maganyag és alacsony feszültségek a dobon, például rádióvevőt. Ha ferromágneses magok tekercsek csökken stabilitási paraméterei, sőt a minőségi tényező és induktív tekercsek függ a hálózati feszültség a tekercs és az állandó áram amplitúdó értékei tekercsen átfolyó.
A ferromágneses magok a tekercsekhez magnetodielektrikumokból és ferritekből készülnek. A tekercs átméretezésével a maganyagnak a működési frekvenciatartományban a kezdeti mágneses permeabilitással érintkező veszteségi szög legalacsonyabb érintőjét kell használni. A ferritek magjai a tekercsek jobb minőségi tényezőjét biztosítják, mint a magnetodielektrika magjait. Stabil nagyfrekvenciájú induktorokhoz ajánlott karbonil-vasmagot használni.
A ferromágneses magok fő paraméterei. Hatékony mágneses permeabilitás # 63; c - a tekercsnek a maghoz való induktor aránya a tekercs induktivitásához mag nélkül. Minél nagyobb a mágneses permeabilitása a maganyag (mérve a gyűrű alakú mag), annál kisebb a frekvenciája váltakozó feszültség, hogy a tekercs és a kisebb a távolság a mag és a tekercset, a nagyobb effektív mágneses permeabilitása a mag.
A Q-faktor jellemzi a mag által a tekercsbe bevezetett veszteségeket, és megegyezik a tekercs reaktancia és a beillesztési veszteség ellenállás arányával. Szabványos tekerccsel mérve.
Relatív Q-faktor Qotn mag - az arány a tekercs minőségi tényező Q a lényege az azonos tekercs mag nélküli - leírja a beiktatási veszteség a mag a tekercsben, és szolgálhat olyan intézkedés, a üzemi frekvencia-tartományt. A működési frekvenciatartomány felső határa az a gyakoriság, amellyel a relatív minőségi tényező csökken az egységhez képest. A működési frekvenciatartományon kívül a mag használata csak az induktivitás beállításához hasznos.
Az alapvető paraméterek stabilitását a hatásos mágneses permeabilitás és a veszteségek változása jellemzi, változó környezeti hőmérsékleten, légnedvességen és időben is. Amikor a hőmérséklet változik, elsősorban a mágneses permeabilitás változik. Ezt a változást a TK # 63 mágneses permeabilitási hőmérsékleti koefficiens jellemzi, egyenlő relatív változással # 63; c 1 ° C hőmérsékletváltozással # 63, az idő múlásával az anyag öregedése okozza, és különösen a maggyártás után kezdeti időszakban különösen élesen manifesztálódik.