Jump to content
nalexand

Катушки высокой добротности на любой частоте

Recommended Posts

Задался вопросом геометрии катушек, почему везде в схемах указывают индуктивность и ничего не сказано о размерности, единственная область где указывают размерности радиосвязь потому что там большую роль играет добротность.

Есть много исследований проделанных с размерами катушек пропорциями формы, сечения провода, но даже стенд или устройство для определения добротности включает в себя один элемент который дает огромную погрешность в изучении этого вопроса - резонансный конденсатор.

При использовании в качестве резонансного конденсатора - конденсатора переменной емкости определенных габаритов и диапазона емкости - вывод который можно сделать (ложный): увеличение габаритов катушки ведет к повышению добротности но до определенных размеров дальнейшее масштабирование или практически не повышает добротность или приводит к ее снижению.

Ложный вывод потому что вместе с увеличением катушки нужно увеличивать и размер конденсатора (индуктивность катушки и емкость  конденсатора не должна изменятся при маштабировании).

Зная размеры катушки, ее добротность, число витков, диаметр провода, резонансную емкость и размеры резонансного конденсатора - можно изготовить подобную катушку с такой же добротностью на любую частоту!

 

Например возьмем катушку на диапазон 10м - 1,5 мкГн, 6 витков проводом диаметром 2,8 мм на каркасе 40мм с длинной намотки 20мм, резонансная емкость 18,8пф на 30 мГц - добротность 974!

и трансформируемее на укв диапазон (для этого уменьшаем ее в размерах):

60 мГц: 6 витков проводом диаметром 1,4мм, на каркасе 20мм с длинной намотки 10 рез емкость 9,4пф

120мгц: 6 витков проводом 0,7мм на каркасе 10мм с длинной намотки 5 мм, рез емкость 4,7пф

и т д,

точно так же можно двигаться и в обратную сторону:

15 мГц: 6 витков проводом 5,6мм на каркасе 80мм с длинной намотки 40 мм, рез емкость 37,6пф

7,5 мГц: 6 витков проводом 11,2мм на каркасе 160мм с длинной намотки 80 мм, рез емкость 75,2пф

и т д

к сожалению автор не указал размеры конденсатора с которым он получил такую добротность но если также в 2 раза масштабировать размеры того конденсатора (уменьшать в сторону увеличения частоты и увеличивать в сторону понижения) то добротность 974 сохранится и на 120мГц и на 7,5 мГц!

 

А теперь например мы хотим еще увеличить добротность в 2 раза, для этого нужно:

- увеличить диаметр провода в 3 раза

- увеличить диаметр каркаса в 2 раза

- увеличится диаметр намотки в 2 раза

- уменьшить число витков в 1.416666 раза

- увеличить масштаб конденсатора в 2 раза

- индуктивность и емкость при этом не меняются

 

Пример:

было - 120мгц: 6 витков проводом 0,7мм на каркасе 10мм с длинной намотки 5 мм, рез емкость 4,7пф

стало - 120мгц: 4,2 витков проводом 2,1мм на каркасе 20мм с длинной намотки 10 мм, рез емкость 4,7пф

 

PS катушка на 100 кГц с добротностью 974:

6 витков проводом диаметром 716мм, диаметр каркаса 10,24 м длинна намотки 5,12 м (длинна провода 206м), рез емкость 4800пф (габариты емкости должны соответствовать размерам катушки то-есть в 256 раз увеличенная катушка контура на 30 мгц)

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Что это было ? Какой-то словесный понос поток сознания...:blink:

Share this post


Link to post
Share on other sites

Предел добротности.

Если задаться вопросом получения максимально возможной добротности то идя по пути масштабирования по схеме выше (удваивая диаметр катушки, утраивая толщину провода и сокращая число витков 1.416 раза) и итоге получится 1 виток провода большого сечения (важна именно его поверхность) и конденсатор резонансный тоже должен иметь соизмеримую по площади поверхность пластин - это и будет предел добротности, далее ее никак нельзя увеличить при неизменной емкости и индуктивности.

 

Но есть еще один способ увеличения добротности снижение резонансной емкости с увеличением индуктивности - получим большую добротность но этот путь ограничен влиянием среды (емкость относительно среды, влияние влажности, состава газового наполнения воздуха) - решение этой проблемы вакуум (вакуумные конденсаторы, есть такое, о вакуумных индуктивностях не слышал, но думаю в этом есть смысл)

 

К чему весь этот материал, с помощью него можно намотать контурную (приемную) катушку на любую частоту, пропорцией из геометрии и диаметра провода одной единственной катушки все параметры которой известны можно рассчитать сечение провода, диаметр каркаса, число витков и длину провода который нужно отрезать чтоб ее намотать и она сразу будет работать на нужной частоте, не нужно отматывать витки или растягивать ее, она сразу будет работать! Можно улучшить добротность готовых контуров масштабируя их если это позволит размер конденсатора (это тоже нужно масштабировать).

 

Например я сначала экспериментально путем тестирования сотен разных катушек пришел к одновитковой катушке укв диапазона с такой добротностью что стал возможен прием всех фм станций на приемник прямого усиления на 3х транзисторах, но теперь благодаря принципу масштабирования (только геометрией катушки) мне не нужно подбирать длину провода, сечение и число витков чтоб попасть в нужный диапазон, я могу взять провод любого сечения и геометрически вычислить сколько мм проволоки мне нужно отрезать и на каком каркасе намотать и сколько витков чтоб точно попасть в нужный диапазон. Также удалось завести укв диапазон (105FM) с еще большей добротностью на переменном конденсаторе от старого св/дв приемника 40-240 пф - скажите что невозможно?

Кстати этот укв приемник работает без внешней антенны, сигнал выделяется только от наводок в проводе наушников, если интересует могу дать схему (там 3 транзистора и 2 резистора).

 

Edited by nalexand

Share this post


Link to post
Share on other sites

Руководство для разработчика приложений на базе STM32WB55

Представив двухъядерные беспроводные микроконтроллеры STM32WB для IoT-приложений, компания STMicroelectronics предлагает разработчикам экосистему, включающую в себя отладочные платы, примеры кода для микроконтроллера, готовое ПО всех уровней и большой массив документации.

Читать статью

57 минут назад, nalexand сказал:

я сначала экспериментально путем тестирования сотен разных катушек пришел к одновитковой катушке укв диапазона с такой добротностью что стал возможен прием всех фм станций на приемник прямого усиления на 3х транзисторах

Поляков к этому пришёл уже давно.

 

УКВ-ЧМ модернизированнный.jpg

1 час назад, nalexand сказал:

могу дать схему (там 3 транзистора и 2 резистора).

Так дал бы сразу, к чему нагнетать интригу...

Share this post


Link to post
Share on other sites
                     

Контроль в спящем режиме: повышение КПД батарейного питания с помощью DC/DC MAX17225 nanoPower

В статье описан практический опыт разработчика, применившего повышающий DC/DC-преобразователь MAX17225. В результате ряда практических экспериментов, потребовавших существенного обновления технической базы компании-разработчика, автор убедительно доказывает преимущества выбранного компонента и схемотехнической реализации. Увеличенное на 50% время автономной работы лучше других аргументов говорит об эффективности конвертеров MAX17225, а также о важности предварительной оценки элементной базы.

Подробнее

radio.png

данной схемой можно сравнивать добротность контуров на любых частотах от св до укв, под каждый конденсатор переменной емкости будет свой оптимальный размер катушки, чем больше используемый конденсатор тем крупнее катушку можно использовать и тем больше чувствительность (добротность)

Share this post


Link to post
Share on other sites
10 часов назад, nalexand сказал:

на любых частотах от св до укв

Видео работы ЭТОГО посмотреть бы...:yes:

Share this post


Link to post
Share on other sites
18 часов назад, nalexand сказал:

Кстати этот укв приемник работает без внешней антенны, сигнал выделяется только от наводок в проводе наушников, если интересует могу дать схему (там 3 транзистора и 2 резистора).

Интересно бы знать расстояние до фм передатчика.

И зачем в первом каскаде применять транзистор с граничной частотой 1,1 ГГц если там уместно применить малошумящий?

 

Когда-то в далекие времена, когда мне было лет 13-14 тоже делал укв-чм приемники на одном транзисторе и ни один не работал. Когда повзрослел понял почему они не работали:

1. Мог не попасть в диапазон (из измерительных приборов был только Ц4312)

2. Расстояние до фм передатчика 70 км по прямой)))

Share this post


Link to post
Share on other sites
Только что, igorstepok сказал:

Расстояние до фм передатчика 70 км по прямой

Сверхрегенератор с его чувствительностью легко бы принял сигнал на таком расстоянии. Если делали с ФАПЧ (Захарова, Полякова,) то там чувствительность была 200 мкВ, этого катастрофически мало . А схема @nalexand вообще недоразумение какое-то. Ждём комментариев автора.

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 час назад, tilarids сказал:

Если делали с ФАПЧ

Да их родимых.

Да по схеме автора можно сказать одно - бумага все стерпит.

Там ток базы, задаваемый делителем, соизмерим с обратным током коллектора первого транзистора.

Да и детектировать ЧМ как-то надо. Если предположить, что первый транзистор детектор АМ (то не хватает фильтра НЧ), а контур настраивается так, что работает на одном из скатов АЧХ, но добротность контура по условиям автора высокая, то вся полоса не влезет на линейный скат характеристики, короче ....

Share this post


Link to post
Share on other sites

Вот из подобных перлов, только Чип и Дип не рискнули смакетировать в реале, ибо сама идея фуфлыжная.

 

regen fm.jpg

Share this post


Link to post
Share on other sites
12.01.2020 в 22:42, nalexand сказал:

radio.png

данной схемой можно сравнивать добротность контуров на любых частотах от св до укв, под каждый конденсатор переменной емкости будет свой оптимальный размер катушки, чем больше используемый конденсатор тем крупнее катушку можно использовать и тем больше чувствительность (добротность)

 В этой схеме сравнивать добротность НЕ ПОЛУЧИТСЯ  !!!!!!!!!!!!!!

Низкое входное R этой схемы РАЗДАВИТ добротность любого контура. И на выходе получим "пшык".

Надо Q1 менять на полевой транзистор.

Добротность катушки, контура - Это важная вещь и очень полезная. А согласование сопротивлений в электросхемах - еще важнее.

Древняя пословица гласит: ЭДС на резонансном контуре увеличивается в Q (добротность) раз.

... и еще одна фраза не корректна: для увеличение добротности в два раза нужно уменьшить число витков в 1.4 раза... сама по себе эта фраза является глупостью...

А вот увеличение диаметра катушки, которое влечет за собой уменьшение витков - другое дело.

И еще один параметр для получения максимальной добротности катушки: Соотношение длинны намотки к диаметру катушки д. быть ПРИМЕРНО   1 : 2.5

..этот параметр имеет плавный максимум.

Edited by Samolet22

Share this post


Link to post
Share on other sites

... и еще в эту тему: когда делаешь приемник,  на конкретную частоту приема, надо всегда стараться делать входной перестраиваемый контур с максимально возможной индуктивностью и минимально возможной емкостью. Выигрываем в селективности, больше ЭДС сигнала наведется с короткой антенны, получим больший диапазон перестройки по частоте. Но к сожалению, в конце диапазона, где КПЕ имеет максимальную емкость - теряем в чувствительности или наводимой ЭДС сигнала. Уменьшается R ое контура, ухудьшается селективность...

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Restore formatting

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Loading...

×
×
  • Create New...