Петров К.С. Радиоматериалы и радиокомпоненты (2003) (1152094), страница 30
Текст из файла (страница 30)
Сопротивление потерь определяют по формуле г,=гйб,юА. (2.54) Потери в экране обусловлены тем, что юк, протекающий по катушке, индуцирует ток в экране. Потери, вносимые экраном, определяют по формуле з т =105т) — Игз Д 10-з ~П, 1, (2.55) где 1У, — диаметр экрана, см, 1, — длина экрана, см, г' — частота, МГц. «5 Глава 2. Пассивные компоненгы адиоэлектронной аппаратуры Величину ц = Я!/В) определяют по графику, представленному ранее на рис.
2.27, Таким образом, суммарное сопротивление потерь в катушке индуктивности, определяющее ее добротность, равно (2.56) Разновидности катушек индуктивности Коцтурные катушки индуктлизности используют совместно с конденсаторами для получения резонансных контуров. Они должны иметь высокую стабильность, точность и добротность. В диапазоне длинных и средних волн эти катушки многослойные, как правило, с намоткой типа «универсаль». Для повышения добротности применяют многожильные провода типа «литцендраты Для изменения индуктивности применяют цилиндрические сердечники из альсифера или карбонильного железа.
В диапазоне коротких и ультракоротких волн используют однослойные катушки с ивдуктивностью порядка единиц микрогенри и добротностью порядка 50-100. Число витков таких катушек не превышает одного-двух десятков, диаметр каркаса 10-20 мм. В качестве каркасов используют керамику, полиэтилен и полистирол. Для уменьшения собственной емкости применяют ребристые каркасы. Обмотку выполняют одножильным медным проводом диаметром около 1 мм. На УКВ применяют бескаркасные катушки из неизолированного провода.
Катушки связи применяют для обеспечения индуктивной связи между отдельными цепями и каскадами. Такая связь позволяет, например, разделить по постоянному току цепи базы и коллектора и т. д. Я„= 0 + г, + г, + г,. Практически значение добротности лежит в пределах от 30 до 200. Повышение добротности достигается оптимальным выбором диаметра провода, увеличением размеров катушки индуктивности и применением сердечников с высокой магнитной проницаемостью и малыми потерями. С учетом потерь и паразитной емкости катушку индуктивности можно представить в виде эквивалентной схемы (рис. 2.34, а), где Яг = г, + г, + г,. Эта схема может быть приведена к более удобному виду (рис. 2.34, 6), где А, — эквивалентная индуктивность, учитывающая собственную емкость. Величины Е, и Я., а следовательно, добротность Я = юЕ/Я„ зависят от температуры.
Зависимость Я от температуры определяется температурным коэффициентом добротности ТКД = ЬЯ/ОПТ. 2.3. Ка ки инд кгианооти К таким катушкам не предъявляют жестких требований по добротности и точности, поэтому их выполняют нз тонкого провода в виде двух обмоток небольших габаритов. Основными параметрами этих катушек являются индуктивность и коэффициент связи где Е, и Е, — индуктивность связанных катушек, М вЂ” взаимная индуктивность между ними. Значение коэффициента связи зависит от расстояния между катушками — чем оно меньше, тем болъше Е. Вариометры. Это такие катушки, в которых предусмотрена возможность изменения индуктивности в процессе эксплуатации для перестройки колебателъных контуров.
Они состоят из двух катушек, соединенных последовательно. Одна из катушек неподвижная (статор), другая располагается внутри первой и вращается (ротор). При изменении положения ротора относительно статора изменяется значение взаимоиндукции, а следовательно, индуктивность вариометра: Е=Е, +Е,й2М. (2.57) Такая система позволяет изменять индуктивность в 4 — 5 раз.
Дросселш Это катушки индуктивности, обладающие высоким сопротивлением переменному току и малым сопротивлением постоянному. Обычно включаются в цепях питания усилительных устройств. Предназначены для защиты источников питания от попадания в них высокочастотных сигналов. На низких частотах используют в фильтрах цепей питания. Они обычно имеют металлические сер- ' дечники, Катушки индукт изноет и для ГИС. На частотах порядка 10-100 М Гц находят применение тонкопленочные спиральные катушки.
На площади в 1 см' располагается не более 10 витков. Добротность таких катушек не превышает 20-30. Поэтому они находят ограниченное применение. В ГИС предпочтительнее миниатюрные тороидальные катушки на ферритовых сердечниках. Индуктивность таких катушек достигает десятков тысяч микрогенри. В последнее время наметилась тенденция замены катушек индуктивности специальными схемами на транзисторах (гираторы) и электромеханическими, пьезоэлектрическими и акустоэлекгронными фильтрами, основанными на принципе механических упругих колебаний и механического резонанса.
Скорость распространения упругих колебаний в твердом теле примерно в 100 тысяч раз меньше скорости распространения электромагнитных волн, что позволяет создавать очень компактные механические резонаторы с распределенными параметрами, обладающие добротностью порядка 10З. Развитие микроэлектроники привело к появлению фильтров на приборах с зарядовой связью и фильтров на поверхностных акустических волнах. Кроме того, в ИМС широкое применение находят активные ВС-фильтры, в которых используют операционные усилители с глубокой частотно-зависимой обратной связью.
154 Глава 2. Пассивные компоненты радиоэлектронной аппа ы 2.4. Трансформаторы Трансформаторами называют электромагнитные устройства, имеющие две или большее число индуктивно-связанных обмоток и предназначенные для изменения значений переменного напряжения и тока. Трансформатор состоит из ферромагнитного магнитопровода (сердечника) и расположенных на нем обмоток. Обмотка, подключаемая к источнику преобразуемого напряжения, называется первичной, а обмотки, к которым подключены потребители электрической энергии, — вторичными. В зависимости от назначения трансформаторы подразделяют на трансформаторы питания, согласующие и импульсные.
Трансформаторы литания применяют в блоках питания радиоустройств и служат для получения переменных напряжений, необходимых для нормального функционирования аппаратуры. Условно их подразделяют на маломощные (выходная мощность до 1 кВт) и мощные (выходная мощность'более 1 кВт), низковольтные (напряженне на обмотках не превышает 1000 В) и высоковольтные. Кроме того, трансформаторы питания дополнительно классифицируют по частоте преобразуемого напряжения. По конструкции к трансформаторам питания близки дроссели. По существу, это однообмоточные трансформаторы, предназначенные для последовательного включения в цепи пульсирующего тока в целях устранения пульсаций этого тока. Согласующие трансформаторы предназначены для изменения уровня напряжений (токов) электрических сигналов, несущих полезную информацию. Они позволяют согласовать источник сигналов с нагрузкой при минимальном искажении сигнала. Вместе с активными элементами (транзисторами, лампами) они входят в состав устройств, усиливающих электрические колебания в широкой полосе частот.
Различают входные, межкаскадные и выходные трансформаторы. Входные трансформаторы включают на входе усилительного устройства для согласования выходного сопротивления источника сигналов, например микрофона, с входным сопротивлением усилителя. Так как уровень входных сигналов сравнительно невелик, то этн трансформаторы должны быть хорошо защищены от воздействия внешних магнитных полей. Межкаскадные трансформаторы согласуют выходное сопротивление предыдущего каскада с входным сопротивлением последующего.
Выходные трансформаторы согласуют выходное сопротивление усилителя с внешней нагрузкой. Выходные трансформаторы должны обеспечивать передачу большой мощности от усилителя в нагрузку. Импульсные трансформаторы предназначены для формирования и трансформации импульсов малой длительности. Основным требованием, предъявляемым к импульсным трансформаторам, является требование малых искажений формы трансформируемого импульса. Несмотря на различие функций трансформаторов, основные физические процессы, протекающие в них, одни и те же. Поэтому трансформаторы различного схем- ного назначения имеют однотипное устройство.
155 2.4. Трансформаторы Магнитопроводы трансформаторов Магкишояроводы служат для того, чтобы обеспечить более полную связь между первичной и вторичной обмотками и увеличения магнитного потока. Выбор материала магнитопровода зависит от назначения и свойств трансформатора. Для трансформаторов литания широкое распространение получили холоднокатаные стали марок 3411 — 3424. В этих сталях при холодной прокатке кристаллы ориентируются вдоль направления проката, благодаря чему удается получить более высокую индукцию и меньшие потери. Для трансформаторов применяют три типа магнитопроводов: стержневой, броневой и кольцевой. По конструкции броневые сердечники подразделяют на сердечники, собранные из штампованных пластин, и ленточные.
Трансформаторы со стержневым магнитопроводом (рис. 2.35, а и б) имеют не- разветвленную магнитную цепь, на двух его стержнях располагают две катушки с обмотками. Такую конструкцию используют обычно для трансформаторов большой и средней мощности, так как наличие двух катушек увеличивает площадь теплоотдачи и улучшает тепловой режим обмоток. Трансформаторы с броневым сердечником (рис.
2.35, в и г) имеют разветвленную магнитную цепь, обмотки в этом случае размещают на центральном стержне магнитопровода. Такие магнитопроводы используют в маломощных трансформаторах. е Рис. 2.36 Пластинчатые магнитопроводы (рис. 2.35, а и в) собирают из отдельных штампованных Ш-образных или П-образных пластин толщиной 0,35-0,5 мм и перемычек. При сборке встык все пластины составляют вместе и соединяют перемычка- Глава 2.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
