Схема замещения катушки индуктивности малого номинала на - большего.

Онлайн калькулятор расчёта эквивалентной LC-цепи.

Казалось бы, какие проблемы могут быть связаны с малыми значениями индуктивностей катушек?
Наоборот - витков поменьше, провод потолще... Сиди и радуйся, не умеешь радоваться - просто сиди. А радоваться, действительно, есть чему: это и приемлемые массогабаритные характеристики, и низкие потери, и высокая добротность подобных моточных изделий.
Так ведь нет, что-то душеньке радиолюбительской неймётся при встрече с изображениями катушек наногенриевых номиналов.
Причём, если с величинами индуктивностей 25 - 35нГн особых проблем не возникает (это 2-3 витка миллиметрового провода, намотанного на 5мм оправке), то номиналы менее 10нГн порой вызывают замешательство и чувство недоумения на лице молодого разработчика.
Опытные СВЧисты, конечно, посмеются подобной постановке проблемы, они-то прекрасно знают, что подобные катушки легко и непринуждённо реализуются на полосковых линиях. Однако для нас, простых пацанов, а также недоступных для понимания и логического анализа загадочных девушек, окажется весьма кстати эквивалентная схема замещения катушки малого номинала на изделие, доступное для внятной намотки.
Тут ничего изобретать не надо, схема эта известна и приведена на Рис.1.
Преобразование малой ёмкости в большую
Рис.1

Поскольку в последовательном контуре суммарный сдвиг фаз между напряжениями на катушке и на конденсаторе составляет 180°, то равенство характеристических сопротивлений обеих цепей будет выглядеть следующим образом:
XL = XL1 - XC1 ;

Произведя необходимые преобразования, получим формулу для расчёта ёмкости конденсатора С1 для требуемого значения индуктивности L1:
C1 = 1/[(2πF)2×(L1 - L)] ;

Сдобрим полученную формулу калькулятором.

РАСЧЁТ ЭЛЕМЕНТОВ ЦЕПИ ЗАМЕЩЕНИЯ КАТУШКИ ИНДУКТИВНОСТИ.

   Рабочая частота F (МГц)        
   Первоначальная индуктивность L (нГн)        
   Требуемая индуктивность L1 (L1>L) (нГн)        
  
   Ёмкость конденсатора С1 (пФ)         


Будда призывал своих учеников не верить никому на слово (даже ему), и, прежде чем принять чьи-то советы, тщательно выяснять, а соответствуют ли они действительности. Поступим так же и мы.

Преобразование малой ёмкости в большую
Рис.2

Для начала рассмотрим схему цепи согласования выходного каскада передатчика с антенной (Рис.2). Расчёт элементов был произведён для частоты 145МГц на странице  ссылка на страницу.
А теперь давайте посмотрим, как поведёт себя коэффициент передачи и АЧХ цепи при замене катушки индуктивности L1 номиналом 7нГн на цепочку, представленную на Рис.1.

Преобразование малой ёмкости в большую

Преобразование малой ёмкости в большую

Преобразование малой ёмкости в большую

Рис.3

На верхней диаграмме Рис.3 приведена АЧХ цепи при изначальной L1=7нГн, ниже - при замене L1 на цепочку, состоящую из: 20нГн и 91пФ, ещё ниже - при замене на цепочку: 40нГн и 36пФ.
Ну, что тут скажешь? Налицо незначительное уменьшение коэффициента передачи и значительное сужение полосы пропускания. Причём, чем большее значение принимает новая катушка по отношению к первоначальной, тем сильнее проявляются данные эффекты.

А теперь давайте то же самое проделаем с межкаскадной согласующей цепью, рассчитанной на странице  ссылка на страницу.

Преобразование малой ёмкости в большую
Рис.4

Преобразование малой ёмкости в большую

Преобразование малой ёмкости в большую

Преобразование малой ёмкости в большую

Рис.5

Катушки индуктивности в данном случае были использованы номиналами 6.5, 20 и 40нГн.
Тенденция наблюдается такая же, как и в предыдущем случае, но менее ярко выраженная. Да это и понятно - при столь низком сопротивлении нагрузки добротность нагруженного контура получается значительно ниже.

Какие можно сделать выводы, наблюдая за описанными выше потоками движения электронов в модифицированных катушках?
В принципе, подобная схема замещения малых индуктивностей на катушки бОльших номиналов имеет право на жизнь. Несмотря на некоторое ухудшение передаточных характеристик и сужение полосы пропускания согласующих устройств, возможность изготовления моточного изделия с предсказуемыми параметрами может для кого-то явиться решающим фактором при выборе данного схемотехнического решения.
Тут важно не сильно усердствовать и не гнаться за значительными величинами, а ограничиться коэффициентом повышения индуктивности - в 3-4 раза.



 

Главная страница | Наши разработки | Полезные схемы | Это нужно знать | Вопросы-ответы | Весёлый перекур
© 2017 Vpayaem.ru   All Rights Reserved