Jump to content

    
Sign in to follow this  
next_xt

Вопрос по большим индуктивностям для колебательных контуров

Recommended Posts

Я подумываю насчёт реализации для тестово-экспериментальных целей простого колебательного LC-контура наподобие генератора Клаппа:
Генератор Клаппа — Википедия
Clapp Oscillator

По некоторым причинам, мне хотелось бы реализовать его в НЧ варианте (5-10кГц) и с использованием конденсатора малой ёмкости (около 1nF).
Соответственно, для этого требуется очень большая индуктивность - около 500-1000mH. В принципе, возможны разные решения:
1) Можно намотать катушку с воздушным сердечником, но она получится очень большой и тяжёлой (около 5000 витков).
2) Можно намотать катушку на тороидальном феррите с большой магнитной проницаемостью (6000). Тогда, по расчётам, может хватить и 300 витков. Но тоже габаритная и тяжёлая катушка.
3) Можно купить готовую очень компактную катушку намотанную микропроводом. Например, есть такой подходящий красивый вариант, Knowles 5100-253444 - 900mH, 3.7kOhm :
https://www.knowles.com/docs/default-source/model-downloads/5100-253444.pdf
https://ru.mouser.com/ProductDetail/Knowles/5100-253444?qs=sGAEpiMZZMsg%252By3WlYCkUxSpfT3FB4G4GFT3Dxqzr5Y%3D
Ещё есть такой вариант, Bourns 70F501AF-RC - 500mH, 736 Ohm :
Bourns 70F501AF-RC - 500mH, 736 Ohm
В резерве ещё пара вариантов, хотя там уже намного меньшие значения индлуктивности:
Coilcraft PCH-45X-107_LT - 100mH
Coilcraft CMT4-125-1L - 125mH

Кто-нибудь может подсказать можно ли использовать для такой постановки задачи второй и третий варианты решения? Какие могут быть проблемы?
Есть сомнения насчёт того будет ли достаточна добротность таких катушек для генерации колебаний хотя бы в тестовой НЧ схеме (с низким КПД).
И ещё подозреваю, что может очень помешать сильное магнитное поле от катушки. К сожалению, не могу оценить насколько это проблематично.
Мне очень хотелось бы использовать третий, наиболее компактный вариант.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites


 Мы тут не упускаем из виду, что соотношение емкости и индуктивности может быть произвольным только в формуле частоты?
 Реальный колебательный контур имеет характеристическое сопротивление. Из-за этого конструктивно реализовать то, что вы задумали может оказаться непросто..
 Ну и еще катушка будет иметь паразитную емкость, тоже не вредно учесть.
 Тороидальные ферриты.... Индуктивность будет гулять плюс-минус трамвайная остановка, крайне нестабильна и не повторяема от экземпляра к экземпляру.
 Все-таки, принципиально нужен только LC- генератор? Тогда о КПД забываем. КПД будет определяться усилителем мощности. А генератор дает только форму сигнала любой ценорй.
 Да, Plain верно говорит,  хоть сначала в симуляторе получить общее  представление  неплохо.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Почитайте про гираторы и гираторные катушки индуктивности. Я с ними работал в 80-гг в студенчестве. Сейчас, возможно, выпускают в интегральном исполнении.

Мы их, правда, не в генераторах использовали, а в полосовых фильтрах на 1-2 кГц

Share this post


Link to post
Share on other sites

Исходя из предыдущей темы, автор естествоиспытатель и инсталлятор — хочет в явном виде показывать своим ученикам, как не надо делать схемы, и для начала набрал стержней, гантелей и даже короткозамкнутых трансформаторов — чтобы сразу металлоискатель получился, ну или терменвокс.

 

Здесь надо купить в "СЗЛ" чашку, порядка P18, и трансформаторную изоленту, которой набрать зазор порядка 50 мкм, и намотать голыми руками и дрелью где-то 2000 витков — никаких 1 нФ не понадобится, собственная частота уже будет как раз 5 кГц.

Share this post


Link to post
Share on other sites

На такие частоты, в качестве катушки можно поискать кандидата среди ферритовых телефонных разделительных трансформаторов (катушку сделать последовательным соединением обмоток), там типовые значения индуктивностей до единиц генри.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Большое спасибо всем за полезную информацию и идеи (хоть маленькими кусочками от каждого)!
Понятно, что мои вопросы странные с точки зрения профессионалов, но ответы на них могут быть случайным образом полезны многим (много побочной информации). Так что не экономьте! :smile:

Насчёт индуктивности на броневом сердечнике (чашке).
Тут говорили, что индуктивности ферритовых сердечниках плохи. Плохи в смысле для тиражируемых решений? Для тестово-экспериментальной схемы НЧ генератора пойдёт?

Насчёт гираторных схем индуктивностей - да, интересное решение.
Варианты с учётом собственной ёмкости намотки и телефонными разделительными трансформаторами тоже полезны.

 

12 часов назад, Егоров сказал:

Мы тут не упускаем из виду, что соотношение емкости и индуктивности может быть произвольным только в формуле частоты?
 Реальный колебательный контур имеет характеристическое сопротивление. Из-за этого конструктивно реализовать то, что вы задумали может оказаться непросто.

Просьба чуть поподробнее пояснить насчёт этого.
Какие приблизительные соотношения или критерии можно использовать для приблизительной оценки ситуации.
Или только точный расчёт поможет?


Просьба дать уточнение по поводу возможности использования упомянутых мной вариантов катушек индуктивности с намоткой микропроводом.
Насколько реалистично использовать их для НЧ LC-генератора?
Насколько понимаю, там большое сопротивление и малая добротность. Насколько это критично получается в принципе?

Кстати есть и микрокатушки на 150mH с добротностью 30-50 и сопротивлением 200-300 Ом.  У меня возникла идея (чисто в теоретическом плане), что для НЧ было бы можно поставить пару таких катушек последовательно. Такое способно сработать?

Мой вопрос насчёт необходимости учёта наводок от магнитного поля катушки отпал, оно там маленькое для случая малой токовой нагрузки. Если впритык полупроводники не ставить, то всё должно быть нормально.

LTspice и т.д. - полезны, когда идеи уже сформированы. Всегда лучше сначала разобраться путём "логики на пальцах".

 

Share this post


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

поставить пару таких катушек последовательно

Если в третьем варианте две обмотки соединить последовательно, индуктивность увеличится в 4 раза. Будет ли работать - для начала проверьте в симуляторе. Разобраться путем "логики на пальцах" можно в схеме типа "батарейка с лампочкой" - светит-не-светит, сгорит-не-сгорит.  

Share this post


Link to post
Share on other sites
8 минут назад, wim сказал:

Если в третьем варианте две обмотки соединить последовательно, индуктивность увеличится в 4 раза.

Просьба пояснить такой фокус.

Я исходил из стандартного понимания:

Последовательное соединение катушек индуктивности

 

Share this post


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

Просьба пояснить такой фокус.

Две катушки намотаны на общем сердечнике. Индуктивность пропроциональна квадрату числа витков.

Share this post


Link to post
Share on other sites
3 минуты назад, wim сказал:

Две катушки намотаны на общем сердечнике. Индуктивность пропроциональна квадрату числа витков.

Нет, ну это совсем в другую тему. Это расчёт намотки.

Share this post


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

Нет, ну это совсем в другую тему. Это расчёт намотки.

Нет, это именно в ту тему. Не работает у Вас "логика на пальцах". 

L1 = AL*N^2

L2 = AL*(N+N)^2 = 4*AL*N^2=4*L1.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
6 минут назад, wim сказал:

Нет, это именно в ту тему.

Я же не обсуждал совместную намотку катушек, только их последовательное, независимое соединение.

1 час назад, next_xt сказал:

У меня возникла идея (чисто в теоретическом плане), что для НЧ было бы можно поставить пару таких катушек последовательно.

 

Share this post


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

Я же не обсуждал совместную намотку катушек

Непонятно тогда, зачем Вы привели третий вариант, где они уже намотаны на одном сердечнике? 

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.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  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.

Sign in to follow this