Bobinele de înaltă frecvență sunt numite inductoare, a căror rezistență este inductivă în domeniul de frecvență cu o limită superioară de 100 kHz. 400 MHz. Inductoarele de înaltă frecvență sunt utilizate ca elemente ale circuitelor oscilatorii pentru obținerea unei conexiuni magnetice între anumite părți ale circuitelor electrice ale CEA sau pentru crearea în reactoarele reactive inductive reactive specifice a secțiunilor individuale ale circuitului electric.
În funcție de scop, inductorii de înaltă frecvență sunt împărțiți în patru grupe:
a) bobine de circuite care nu determină frecvența;
b) bobine de circuite care determină frecvența (de exemplu, heterodyne);
c) bobine de circuite de comunicare cu alte circuite;
d) presetupe de înaltă frecvență.
Prin caracteristicile structurale ale bobinei este împărțit în cilindrice, plate (spirală) și toroidal, singur și miezuri de mai multe straturi, cu și fără miezuri, ecranat și neprotejată. Bobinele cu un singur strat sunt realizate prin înfășurare cu pitch forțat sau solide, bobine plate sunt înfășurate dintr-un fir sau din folie pe o placă cu circuite imprimate.
Bobine de înaltă frecvență cu inductanță variabilă sunt utilizate pentru circuitele de reglare în timpul funcționării echipamentului și bobine reglabile pentru reglarea echipamentului în timpul procesului de fabricație.
Parametrii de bază ai bobinelor
Inductanța caracterizează cantitatea de energie stocată de bobină atunci când un curent electric curge prin ea. Cu cât este mai mare inductanța bobinei, cu atât este mai mare energia câmpului magnetic la un curent dat. Inductanța depinde de forma, dimensiunile, numărul de rotații ale bobinei, precum și de dimensiunile, forma și materialul miezului său.
Factorul Q este raportul dintre reactanța bobinei și rezistența activă la pierderi. Calitatea bobinei determină, în majoritatea cazurilor, proprietățile rezonante și eficiența circuitului.
Capacitatea proprie este un parametru parazit. Prezența capacității bobinei determină o creștere a pierderilor de energie și o scădere a stabilității reglării circuitelor oscilante. În circuitele de domeniu, capacitatea bobinei reduce suprapunerea domeniului de frecvență.
parametrii de stabilitate cu schimbările de temperatură și umiditate, iar timpul este de o importanță deosebită pentru bobinele heterodine circuite, filtre de bandă îngustă, și altele. Stabilitatea Inductanța cu modificările de temperatură caracterizate printr-un coeficient de temperatură al inductanței (TKI) egală cu modificarea relativă a inductanță când temperatura la 0 ° C I
Bobine pentru inductanță pentru circuite oscilante
Bobinele cilindrice cu un singur strat sunt realizate pe cadre dielectrice sau fără ele. Bobinele fără cadre sunt utilizate atunci când este necesar un factor de înaltă calitate cu cerințe scăzute la stabilitatea inductanței, de exemplu pentru contururile dispozitivelor de intrare ale receptoarelor în intervalul undei de măsurare. Diametrul sârmei pentru astfel de bobine este ales în principal din motive de rigiditate structurală (1,5 mm și mai mult), iar numărul de viraje este limitat (5,8). Pentru bobine cu un singur strat, realizate prin înfășurare continuă, se realizează cadre netede; pentru bobinele cu rang forțat, - cadre cu canelură situate de-a lungul unei linii elicoidale sau cu nervuri de-a lungul generatoarei cilindrului.
Bobinele înfășurate cu un pas forțat, diferă în funcție de capacitatea proprie și factorul Q mai mare. O creștere a factorului lor de calitate se datorează unei scăderi a pierderilor în dielectric datorită scăderii capacității proprii. Aceste avantaje bobine înfășurate cu un pas pozitiv în înfășurarea apar mai puternice în cadre, cu nervuri precum și la fabricarea carcasei unui material cu o constantă dielectrică mai mică la pierderea produsului tangentă.
Pentru bobine cu un strat cu inductanță mai mare de 15 μm, se utilizează în mod obișnuit o înfășurare continuă. Scopul comutării la o înfășurare continuă este determinat de diametrul bobinei. Dăm valorile aproximative ale inductanței la care se recomandă trecerea la o înfășurare continuă:
Diametrul cadrului, mm în 0 10 15 20 25
Limita de inductanță, μG 2 4 10 20 30
Bobinele cu o inductanță a mai mult de sute de microgene sunt realizate în mai multe straturi. Cu un diametru al cadrului de 10 mm, o înfășurare cu un singur strat este potrivită pentru o inductanță de cel mult 30 μG.
Inductoarele cu un singur strat sunt înfășurate cu un fir de cupru (cu pas forțat) sau un fir de cupru în izolație de email. Bobine de circuite rezonante și oscilatoare valuri metru scurte, care sunt cerințele unui factor și inductanță stabilitate înaltă calitate, înfășurată pe cadre din ceramica de înaltă frecvență are un coeficient de temperatură mică de dilatare liniară, o valoare mică a tangenta pierdere și rezistență mecanică suficientă. Bobinarea este efectuată cu un fir cu o tensiune semnificativă (50, ... 60% din forța de rupere) sau încălzit la 80 ° C. 120 0 Cu un cablu la tensiune joasă. Caracterizat prin stabilitate mai mare a bobinei în care înfășurarea este formată dintr-un strat de cupru depus pe rama ceramic prin lipire, urmată de argintare.
Inductanța unei bobine cu un singur strat realizată prin înfășurare continuă este determinată de formula
unde L este inductanța, μG; D este diametrul bobinei, cm; l - lungimea înfășurării, cm; - numărul de rotații;
La înfășurarea cu pitch forțat conform formulei:
unde L este inductanța bobinei, μG; L este inductanța calculată prin formula (3.1), μG; k este factorul de corecție.
Pentru reglarea precisă a inductanței de bobine cu un singur strat format prin înfășurarea unui continuu, se deplasează bobine miez de tuns sau extremă buclă închisă coaxial cu bobina. Inductanța bobinelor înfășurate cu pitch forțat poate fi de asemenea schimbată prin deplasarea locului de conectare a unuia dintre conductori.
Inductoarele simetrice sunt utilizate în circuite oscilatoare simetrice (circuite de detectoare de frecvență, etc.). Înfășurarea bifilară este realizată de două fire, împăiate împreună. Începutul unui fir este conectat la capătul celuilalt. Joncțiunea este borna intermediară a bobinei. Cu o astfel de înfășurare, inductanța poate fi ajustată de miez cu o rupere de simetrie neimportantă. Cross-winding-ul face posibilă obținerea unei simetrii mai precise, care nu este deranjată de reglarea miezului.
Inductoarele cilindrice cu mai multe straturi sunt utilizate atunci când este necesară o inductanță mai mare de 30 50 μG.
bobina multistrat Uncompartmented de lichidare obișnuită caracterizată prin factorul de calitate redusă și stabilitate, de auto-capacitate înaltă au o bobina multistrat semnificativ mai bine formată prin înfășurarea „vnaval“ atunci când bobinele sunt situate la întâmplare. Bobinele făcute de lichidare „universale“ (cruce) poate avea, de asemenea, un factor de calitate relativ ridicată (100) și o capacitate redusă de sine, dar necesită echipamente mai sofisticate pentru fabricarea lor. În prezent, bobina făcută de lichidare „universale“, se fac foarte rar, deoarece parametrii echivalenți pot fi obținute prin înfășurarea „vnaval“ pentru a utiliza miezuri feromagnetice tipice. În mod tipic, bobinele multistrat sunt înfășurate pe cadre de polistiren. Pentru firele de înfășurare cu izolație de email, se utilizează smalț și izolație suplimentară, de mătase. Atunci când se utilizează cabluri suplimentare, matase, izoterm redus de auto-capacitate a bobinelor, și, folosind fire Litz, crește factorul de calitate (la frecvențe care nu depășesc 1. 1.5 MHz). Un dezavantaj semnificativ al bobinelor Litz - o creștere bruscă în propria sa capacitate de rupere sau contact săraci cel puțin una dintre venele de sârmă.
Inductanța unei bobine multistrat fără miez este determinată de formula:
unde L este inductanța, μG; Dcp - diametrul mediu al bobinei, cm;
l este lungimea bobinei, cm; t este grosimea bobinei, cm; este numărul de viraje.
Bobinele brute se caracterizează printr-un factor de calitate relativ ridicat, capacitate proprie redusă și un diametru exterior mai mic. Cele mai adesea bobine secționate sunt înfășurate pe cadre speciale vnaval. Fiecare secțiune este o bobină multistrat cu un număr mic de ture. Numărul secțiunilor este de obicei selectat de la doi la șase.
Inductanța unei bobine secționate constând din secțiuni n este determinată de formula:
unde Lc este inductanța secțiunii; kсв - coeficient de cuplare între secțiunile adiacente, în funcție de mărimea secțiunilor și de distanța b dintre ele. Raportul b / Dcp este ales astfel încât valoarea coeficientului de cuplare să fie în intervalul 0,25 ... 0,4. Acest lucru este realizat atunci când b = 2l. Fiecare secțiune este calculată ca o bobină normală (a se vedea mai sus).
Bobinele plate sunt spirale obținute prin înfășurarea firelor de înfășurare din cupru sau prin montarea tipărită din manta de folie sau din fibră de sticlă. Ele pot avea o formă rotundă, pătrată sau altă formă. Plăcile de sârmă plate sunt caracterizate de o rezistență mecanică satisfăcătoare, o capacitate relativ mică, o fabricare ușoară și pot fi utilizate la frecvențe de până la 10 MHz. Pentru fabricarea lor, se recomandă utilizarea firelor cu izolație suplimentară de mătase, deoarece în acest caz se obține o rezistență sporită a îmbinării adezive a îmbinărilor.
Plăcile plate imprimate pe fibră de sticlă sunt caracterizate de o rezistență mecanică crescută și sunt utilizate la frecvențe de până la 100 MHz. Pentru frecvențe mai mari, bobinele imprimate sunt fabricate din fluoroplastic spumat. De obicei, inductanța bobinelor imprimate nu depășește 10 μG. Pentru a obține o valoare acceptabilă a factorului Q al bobinei, lățimea conductorilor este aleasă în intervalul 0,4. 1 mm. În acest caz, o bobină cu o inductanță de până la 10 μG este plasată pe o suprafață de 1 cm2. Pentru a mări inductanța, este posibil să folosiți o serie de două sau mai multe bobine pe una sau pe ambele fețe ale plăcii de circuite imprimate. Pentru a crește factorul Q al bobinei, diametrul turei interioare trebuie să fie cel puțin 10 mm. Bobinele de imprimare moderne au un factor de calitate de 100. 130 la frecvențe de 10 MHz.
Factorul de inductanță și de calitate al unei bobine plate crește semnificativ dacă una sau ambele părți ale acesteia sunt suprapuse cu plăci de ferită. Prin modificarea distanței dintre bobină și plăci, este posibilă reglarea inductanței bobinei.
bobine cernute sunt folosite acolo unde este necesar să se elimine cuplajul parazitare cauzate de câmp electromagnetic extern într-o bobină sau câmpuri bobina de influență asupra altor surse de ecranare eficienta este îmbunătățită prin creșterea frecvenței câmpului alternativ, grosimea scutului și scăderea rezistivitatea materialului ecranului. Ecranele cu inductori de înaltă frecvență sunt fabricate din cupru sau aluminiu cu o grosime de cel puțin 0,4. 0,5 mm. O astfel de grosime ecran în timpul frecvenței de câmp alternativ mai mare de 1 MHz este mai mare decât distanța la care densitatea curentului indus scade la 100 de ori, comparativ cu densitatea de curent pe suprafața ecranului, ceea ce este suficient pentru screening eficient.
Sub influența ecranului, parametrii bobinei se modifică: inductanța și scăderea factorului Q, iar capacitatea crește. Modificați mai mult parametrii bobinei, cu cât ecranul este mai aproape de bobinele sale.
Deseori ecranele de bobine de înaltă frecvență sunt prevăzute cu găuri pentru rotirea miezurilor sau schimbarea poziției uneia dintre bobinele conectate inductiv. În aceste cazuri, găurile trebuie să fie minime. Sloturile trebuie amplasate perpendicular pe generatorul laturii cilindrice, dacă bobina este coaxială cu ecranul.
Bobine cu miez din metal nemagnetic, caracterizate prin oscilatoare stabilitate mare sunt utilizate în circuite în receptoarele de bandă largă IF HF și VHF miezuri Material - cupru, alamă, aluminiu și aliajele sale. Miezurile de cupru sunt folosite în primul rând pentru reglarea inductanței (până la 20%), atunci când pierderile introduse de nucleu trebuie să fie minime. Când introdus în bobina inductanță miez metalic și factorul Q scade, inductanța este redusă cu cât volumul de metal introdus chem.bolshy și cu atât mai mare este conductivitatea. Factorul de calitate scade chiar mai mult decât inductanța. De exemplu, introducerea de cupru la miezul bobinei, inductanța de reducere de 15%, determină o scădere a factorului de calitate de 45%. Odată cu introducerea unui miez de aluminiu, care reduce inductivitatea cu 15%, factorul de calitate scade cu un factor de 3. Prin urmare, miezurile de aluminiu sunt utilizate în bobine de circuite în bandă largă pentru receptoare speciale.
La calcularea bobinelor cu miezuri din metale nemagnetice se determină valoarea calculată a inductorului unei bobine fără miez:
unde Lmp este valoarea necesară a inductanței; L / L - schimbare relativă în inductanța bobinei la introducerea miezului.
Bobinele cu miezuri feromagnetice conțin mai puține rotații pentru o anumită inductanță și se disting printr-un factor de calitate mai înalt și dimensiuni mai mici. Utilizarea miezurilor feromagnetice permite reducerea dimensiunii ecranelor și simplificarea ajustării inductanței. Aceste avantaje sunt realizate pe deplin în intervalele LW, SV și HF cu alegerea potrivită a tipului de miez și a tensiunilor sale materiale și mici pe bobină, de exemplu în receptoarele radio. Atunci când se utilizează miezuri feromagnetice bobinelor scade parametrii de stabilitate, în plus, factorul de calitate și inductanța de bobine depinde de tensiunea de curent alternativ pe bobina, și valorile în care amplitudinea curentului constant care străbate bobina.
Miezurile feromagnetice pentru bobine sunt fabricate din magnetodielectrice și ferite. Cu dimensiunile globale ale bobinei, trebuie utilizat materialul de miez care are cea mai mică tangenta a unghiului de pierdere tangent la permeabilitatea magnetică inițială în domeniul de frecvență de funcționare. Miezurile de ferite asigură un factor de calitate mai bun al bobinelor decât nucleele magnetodielectrice. Pentru inductorii stabili de înaltă frecvență, se recomandă utilizarea miezurilor de carbon din carbon.
Parametrii principali ai miezurilor feromagnetice. Permeabilitate magnetică eficientă C - raportul inductor al bobinei cu miezul la inductanța acestei bobine fără miez. Cu cât mai mare permeabilitatea magnetică a materialului de miez (măsurat la miezuri în formă de inel), cea mai mică frecvența de tensiune alternativă la bobina și mai mică distanța dintre miez și înfășurării bobinei, cu cât permeabilitatea magnetică efectivă a miezului.
Factorul Q caracterizează pierderile introduse de miez în bobină și este egal cu raportul dintre reactanța bobinei și rezistența la pierderile de inserție. Măsurată pe o bobină standard.
Relativ Q-factor Qotn core - raportul dintre factorul Q calitate bobina la miezul aceluiași coreless bobina - descrie pierderea de inserție a miezului în bobină și poate servi ca o măsură a gamei de frecvențe de operare. Limita superioară a intervalului de frecvență de operare este frecvența la care factorul de calitate relativ scade la unitate. În afara domeniului de frecvență de operare, utilizarea miezului este utilă numai pentru ajustarea inductanței.
Stabilitatea parametrilor de bază este caracterizată de o schimbare a permeabilității magnetice și a pierderilor magnetice eficiente, cu temperatură ambiantă variabilă, umiditate a aerului și, de asemenea, cu timpul. Atunci când temperatura se schimbă, permeabilitatea magnetică se modifică în principal. Această modificare se caracterizează prin coeficientul de temperatură a permeabilității magnetice TK # 63, cu o schimbare relativă egală Cu o schimbare de temperatură de 1 ° C. Schimbați Cu trecerea timpului este cauzată de îmbătrânirea materialului și se manifestă în mod deosebit brusc în perioada inițială după fabricarea miezului.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: