Шахгильдян В.В. Проектирование радиопередатчиков (4-е издание, 2000) (1095865), страница 70
Текст из файла (страница 70)
3. По аналогии с катушкои-прототипом задаются отношением длины намотки катушки 1 к ее диаметру Л. От отношения 11Л зависит добротность катушки (>: у небольших катушек (Л 20...30 мм) для получения наибольшей добротности доля(но быть 1,(Л = 0,33 .. 0,4, но при этом катушка получается неудобной — короткой и толстой.
Так как оптимум добротности от 1/Л выражен слабо, то для катушек диаметром до 50 мм Берут с(г В = 0,5...0,8, а для больших катушек мощных каскадов 1('Л = 1...2. 4. Диаметр провода катушки выбирается исходя из протекающего по ней тока и допустимого нагрева. Рассмотрим часто встречающиися вариант катушки: цилиндрическая однослойная, с естественным (конвекционным) охлаждением. В инженерной практике обычно используется эмпирическая формула 8 (18 .888(тт(у((зт( где (1 — диаметр провода, мм; 1 — радиочастотный ток, А (эффективное значение); à — частота тока, МГц; 6Т вЂ” разность температур провода и окружающей среды, 'С (для катушек ГВВ принимают 319 5 10 Кд 5 1,б 1б 0 1 г 5 170 Рис. 3.70 0,5 1 15 0 ЦЭ Рис. 3.69 320 321 еа гзб' =.
40...50 'С). Меньшее значение коэффициента (1,8) относится к крупным бескаркасным катушкам и катушкам с ребристым (греБенчатым) каркасом, не мешающим свободнои циркуляции воздуха вокруг провода. При намотке катушки на керамический трубчатыи каркас и свободнои циркуляции воздуха вокруг катушки коэффициент можно принимать равным 2,3 при намотке с шагом 2,75 при сплошной намотке, 3,5 при намотке в паз, нарезанный на каркас. При расположении катушки в ограниченном объеме с затрудненнои циркуляцией воздуха следует дополнительно увеличить коэффициент на 25...30 %.
Тепловой режим катушки рассчитывают: для передатчиков радиотелеграфных и с частотнои модуляциеи — в режиме номинальнои мощности; для однополосных (если не оговорены специальные условия)— в режиме мэксимальнои (пиковой) мощности; для передатчиков с АЧ, получаемой методами'базовой или сеточной модуляции (возбуждением или смещением), — также в режиме максимальнои мощности; для передатчиков с коллекторной, стоковой или анодной АМ вЂ” в режиме непрерывной модуляции с глубиной т, предусмотреннои для рассчитываемого передатчика (см., например, ГОСТ 13924-80).
Если при расчете диаметра провода по допустимому нагреву получается б1 < 1... 1,5 мм, это означает, что катушка слабо нагружена током. В этих условиях правильнее выБирать диаметр провода по методике, оБеспечивающеи наименьшее активное сопротивление катушки. На декаметровых и метровых волнах такой "оптимальный' диаметр Г1,эт = д/Кб, ГДЕ д — ШаГ НаМОтКИ,' К~ — КОЭффИЦИЕНт, ОПРЕДЕЛЯЕ- мый по графику рис. З.Б9. Из двух значений диаметра провода — по нагреву и по сопротивлению — принимают большии, и по нему выбирают стандартный обмоточный провод с Ближайшим Большим диаметром.
Для Бескаркасных катушек малой мощности (менее 12...15 Вт) метрового диапазона волн выбор диаметра провода определяется его механическои прочностью и составляет с1 = 1...3 мм при трех-пяти витках катушки диаметром В = 15...30 мм. 5. Шаг намотки, при котором достигается наименьшее активное сопротивление провода катушки току радиочастоты, д = (2...2,5)Н, но при этом катушка получается 'длинной". Теоретические исследования 0 1 0 5 б 55 010 0,1414545 1 25 500 а) б) Рис.
3.75 и практика проектирования рекомендуют д = (1,3...1,5)Н. Приемлемость выбранного шага намотки по допустимой напряженности электрического поля между витками катушки по воздуху и по поверхности каркаса (если он имеется) необходимо проверить после определения числа витков спирали катушки. е ч---. -...,....
~ ° б = гс,,тгн~о) „. Ч, — расчетное значение индуктивности, мкГн; 77 — диаметр катушки, см; 77(с/11) — коэффициент формы катушки, представленный на графике рис. 3.70. Поскольку 17, 0/О, д = 0/Я выБраны ранее произвольно или по аналогии с прототипом, проверяют правильность их выбора: должно выполняться равенство Аг = с/д При совпадении результата с точностью (5... 7) % расчет можно считать законченным. В противном случае весь расчет надо повторить, задавшись новым значением 77 7.
Проверяют электрическую прочность катушки, для чего определяют напряжение между соседними витками Бг, = 17 /19, где К, — приложенное к катушке напряжение радиочастоты. Напряженность полЯ междУ витками Бгь/(д — Ы) должна быть меньше допУстимой: 500...700 В/мм по воздуху и 250..;300 В/мм по поверхности керамического каркаса катушки 8. Рассчитывают собственную емкость однослойной контурной катушки по эмпирической формуле С, кз 0,1кбкб12, где С вЂ” собственная (паразитная) емкость катушки, пФ; 72 — диаметр катушки, мм; 0 коэффициент, зависящий от отношения д/4(рис. 3.71,а): 41 — коэффициент, зависящий от отношения 0/Р (рис.
3.71,6). Формула дает достаточно точные для практики результаты при гладком каркасе катушки с диэлектрической проницаемостью б = 4...6; для катушек, намотанных в паз (в нарезку) каркаса, емкость на 20...25 % больше; для бескаркасных катушек — на 15...20 % меньше. 9. Проверяют длину провода катушки дэр яб 3171т', которая должна быть меньше длины рабочей волны 5„с О, ЗА, чтобы катушку можно было считать деталью с сосредоточенными параметрами. В противном случае приходится переходить к использованию отрезков линии передачи ("длинных линий") (см. 5 3.11).
Как уже отмечалось, при монтаже передатчика с помощью печатных плат целесообразно применять катушки индуктивности, выполненные также печатным способом. Плоские спиральные катушки позволяют реализовать примерно следующие значения индуктивности: при наружном диаметре Рн - 40... ... 50 мм достижима индуктивность в 7...10 мкГн; при очень тонких печатных проводниках — до 50 мкГн; в микроминиатюрном исполнении при диаметре катушки Р < 10 мм — до 0,1 мкГн; при одновитковой катушке — 0,5...4 нГн. Добротность плоских "печатных" катушек невелика: на частотах до 10...30 МГц величина сг < 100...120; на частотах порядка 1 ГГц Я < 50...
100. Применительно к транзисторным каскадам передатчиков пониженная добротность допустима Благодаря невысоким значениям эквивалентного сопротивления коллекторной нагрузки Лвнв = 1/н/1ны Индуктивность плоских печатных катушек рассчитывается методом последовательных приближений по формулам для квадратной спирали Ь = 5,55А,рКУзв!6[8А, /1) 10 з; длЯ кРУглой спиРали Ь = 2,5Р,р4Р16[4Р,р/1) . 10 В этих формулах: 1, — индуктивность, мкГн; Р,р — [Рн + Рвн)/2 — средний диаметр спирали, мм; А,р —— [Ан + А,н)/2 — средняя длина стороны квадратнои катушки, мм; А„и Рн — наружные размеры квадратной и круглой спирали, мм; А,н и Р,н — внутренние размеры спиралей соответственно, мм, 1 = 0,5[Рн — Рвн) и Г = 0,5[Ан .4вн) — радиальная ширина намотки, мм, Собственную емкость плоских катушек можно очень приближенно оценить по соотношению С„,р - 0,025Рн, где Рн — как и ранее, наружный диаметр, мм; С„,р измеряется в пФ.
Более подробно информацию о расчете контурных катушек передатчиков можно получить из литературы [2.3, 2.25]. Конструктивный расчет обмотки дросселя редиочастоты. Электрические требования к дросселю определяются также при расчете каскадов ГВВ передатчика. Обязательное условие правильного проектирования дросселя — выбор достаточно большой его индуктивности по сравнению с "контурными".
Если индуктивность дросселя достаточно велика [1др ) [20...50)бнвнт), обеспечивается малое вредное шунтирующее действие дросселя по отношению к радиочастотным цепям и упрощаются требования к самому дросселю, то допускается большее отклонение индуктивности дросселя от номинала, не обязательна большая добротность и соответственно допустимы заметные потери в экране [если он есть) или в сердечнике. Очень важно обеспечить работу дросселя вдали от частоты собственного резонанса, для чего собственная паразитная емкость дросселя должна Быть малой. Для обеспечения малой паразитной емкости применяют в основном дроссели с однослойной намоткой и Большим соотношением длины к диаметру 1/Р = 3...6.
Часто применяются дроссели с переменным шагом намотки. Диаметр провода дросселя определяется в основном постоянным током 1дре, однако из-за конечного сопротивления дросселя для радиочастоты Л' „= ы1др некоторый радиочастотный ток 1др р„протекает по его оБмотке, У правильного спроектированного дросселя эффективный ток, обусловливающий его нагрев и определяющий выбор диаметРа пРовода дРосселл: 1 „,ф = 1т + 1в„р„немного больше постоянного тока 1д,ф — [1,1...1,25)1дрэ. По этому току и выбирают диаметр провода дросселя исходя из допустимой плотности тока 2...3 А/ммт. Число витков оБмотки дросселя рассчитывают по приведенным выше формулам.
В транзисторных каскадах на не слишком высоких частотах используются малогабаритные дроссели серийного производства типа ДПМ [дроссель радиочастотный промышленныи модернизированный), ДВА, ДМ, Д [1.50]. В зависимости от марки и типоразмера дроссели могут иметь индуктивность от 1 до 500 мкГн, а некоторые — и до 2000 мкГн. Дроссели выпускаются на ток от 0,1 до 3 А [12 градации). Собственная [паразитная) емкость 1,5...8 пФ, активное сопротивление постоянному току 0,1... 16 Ом [некоторые — до 55 Ом), добротность 25...
100, диаметр дросселя 3...7 мм, длина 11...22 мм, длина с выводами 62...72 мм, масса 0,7...4 г; для некоторых типов дросселей указывается предельная частота [для типа Д вЂ” 100 кГц). Применение резисторов. В справочниках приводятся сведения о разнооБразных резисторах [1.47]. В каскадах радиочастоты передатчиков основное применение имеют постоянные непроволочные резисторы. Используются также переменные резисторы двух групп: подстроечные с числом циклов регулирования порядка 1000 и регулировочные с числом циклов 10 000 и более.
Наиболее массовыми являются постоянные не- проволочные металлодиэлектрические резисторы общего применения с шиаокоизвестным, но устаревшим обозначением МЛТ. Более современные обозначения С2 и Р1. К этой же группе относятся более дорогие и по некоторым показателям Более совершенные резисторы ОМЛТ и МТ. Металладиэлектрические резисторы выпускаются на номинальные мощности рассеяния от 0,062 [1/16 Вт) до 2 Вт. При мощностях более 2 Вт находит применение другая разновидность резисторов: постоянные непроволочные общего применения углеродистые, обозначаемые ВС или СЕ с номинальной мощностью рассеяния до 10 Вт. При равной рассеиваемой мощности резисторы ВС несколько больше по габаритам, чем МЛТ, но и несколько дешевле.
У углеродистых резисторов наименьшая зависимость сопротивления от частоты по сравнению со всеми другими. Еще большей номинальной рассеиваемой мощностью обладают объемные непроволочные постоянные резисторы общего применения. типа ТВО или С4. Их максимальная рассеиваемая мощность достигает 60 Вт. Зависимость сопротивления от частоты у ТВО самая существенная из всех непроволочных.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
