[Obsentor 0]

Всем привет! Имеется маленький пьезокерамический акустический излучатель, резонансная частота 25 kHz, собственная емкость 2300 pF, максимально допустимое напряжение 20V. Задача: составить последовательный колебательный контур, настроенный на те же 25 kHz, из этого излучателя и катушки, намотанной на ферритовом кольце 20х12х5, проницаемостью 2000.

Предварительные расчеты показали, что индуктивность катушки должна быть примерно 17,6 mH, для чего было намотано 90 витков проводом 0,28. Омическое сопротивление получилось 3 ома.

В чем странность: в процессе подгонки точного числа витков под резонанс, выяснилось, что этого никак не удается сделать. При 90 витках резонансная частота последовательного контура примерно 30 kHz. Доматываю один виток, и частота равняется уже 22 KHz. Отматываю полвитка - опять 30 kHz!

Короче говоря, как ни пытался по полвитка, по четверть витка - никак не удается выйти на нужные 25 kHz, частота скачком прыгает то выше, то ниже.

Подозреваю, что вблизи резонанса, емкость у излучателя как-то меняется синхронно с его механическими колебаниями, и это как-то влияет. У кого какие идеи?

[HardEgor 66]

Доматываю один виток, и частота равняется уже 22 KHz. Отматываю полвитка - опять 30 kHz!

Вы просто проскакиваете резонанс - 1 виток дает слишком большой шаг.

Попробуйте сделать индуктивность с двигающимся сердечником - тогда вытаскивая или задвигая сердечник в катушку можно плавно регулировать индуктивность. Естественно для этого лучше взять не кольцо, а стержень или Ш-образный или П-образный.

Можно конечно на кольце - тогда надо взять размер для которого расчетно получится больше витков.

А можно, для эксперимента, и просто расколоть кольцо пополам, намотать на половинке и вдвигать или выдвигать её.

[Меджикивис 0]

Вы просто проскакиваете резонанс - 1 виток дает слишком большой шаг.

Прикинем. Частота в колебательном контуре обратно пропорциональна корню квадратному из индуктивности, а индуктивность пропорциональна квадрату числа витков. Таким образом, частота обратно пропорциональна виткам. У автора 90 витков. +-1 это приблизительно процент. Процент от 25кГц это 250Гц.

Таково должно быть изменение на виток. А не 8 кГц, как у автора.

 

Имхо, какая-то обратная связь действительно имеет место.

 

 

[Гость TSerg]

Короче говоря, как ни пытался по полвитка, по четверть витка - никак не удается выйти на нужные 25 kHz, частота скачком прыгает то выше, то ниже.

 

Намотайте доп. обмотку из нескольких витков, пропуская постоянный ток - меняете мю, а с ней и индуктивность.

Смотрите за скачками резонансной.

[Меджикивис 0]

Намотайте доп. обмотку из нескольких витков, пропуская постоянный ток - меняете мю, а с ней и индуктивность.

Смотрите за скачками резонансной.

Дополнительные витки внесут помеху в контур. Не проще ли просто поднести постоянный магнит?

 

 

[Den64 0]

Дополнительные витки внесут помеху в контур. Не проще ли просто поднести постоянный магнит?

А повлияет ли постоянный магнит на кольцо? Да и вряд ли помеха будет существенной если источник тока будет достаточно высокоимпендансный..

[Меджикивис 0]

А повлияет ли постоянный магнит на кольцо?

Повлияет именно на кольцо, т. е. на магнитную проницаемость ферритового сердечника.

Но не будет иметь индуктивной связи с обмоткой.

 

 

[Den64 0]

Повлияет именно на кольцо, т. е. на магнитную проницаемость ферритового сердечника.

Но не будет иметь индуктивной связи с обмоткой.

Пойду опыт проведу...

[Меджикивис 0]

вряд ли помеха будет существенной если источник тока будет достаточно высокоимпендансный..

А легко найти источник тока, высокоимпедансный на частоте 25 кГц? :) Гасящий резистор не пойдет - ток должен быть неслабым по малому числу дополнительных витков.

 

 

[Den64 0]

Пойду опыт проведу...

Итак результат такой.

1. Подношу неодимовый магнит к катушке на кольце. Изначальная индуктивность 100мкГн. Подношу становится 105-110 смотря куда поднести.

2. К катушке на сердечнике в виде бабинки(не знаю как точно назвать его форму). Изначально индуктивность 100 становится 8. Подносил не со стороны выводов.

Вывод: во втором случае как и ожидалось. А вот с кольцом не понятно, скорей всего дело в том что у неодимового магнита проницаемость высокая.

[HardEgor 66]

Имхо, какая-то обратная связь действительно имеет место.

Емкость пъезорезонатора определяется физическими размерами, другой вопрос что может быть заход в нелинейную область - например индуктивность может насыщаться, или емкость межвитковая добавляет.

[Den64 0]

А легко найти источник тока, высокоимпедансный на частоте 25 кГц? :) Гасящий резистор не пойдет - ток должен быть неслабым по малому числу дополнительных витков.

Резистор пойдёт, нужен просто хороший такой резистор и хороший лабораторный блок питания.

[тау 28]

как ни пытался по полвитка, по четверть витка

не бывает дробных витков на кольце. Оно всегда целое, смиритесь с этим фактом.

 

насчет сабжа. у ТС надо иметь ввиду плотное соединение двух резонирующих сущностей : первая, очевидная, это емкость порядка 2 нанофарад и индуктивность 18 мГн. Вторая сущность, о которой обычно забывают, это механический резонатор , эквивалентно электрически подключенный параллельно упомянутому ранее конденсатору. С эквивалентной емкостью примерно на порядок меньше чем 2nF и эквив индуктивностью примерно на порядок большей чем 18 мГн.

Такая конструкция будет иметь 2 явно выраженных резонанса на АЧХ . Изменением витков можно добиваться того что один из пиков резонанса будет то выше , то ниже. Достаточно 1 таблэтки витка.

 

Иными словами, ТС хочет заставить пьезик зазвучать резонансом, но способ возбуждения у него выбран не подходящий.

[Меджикивис 0]

1. Подношу неодимовый магнит к катушке на кольце. Изначальная индуктивность 100мкГн. Подношу становится 105-110 смотря куда поднести.

А кольцо точно ферритовое? А то бывает и порошковый металл. Особенно если это кольца из БП.

 

И неодимовый магнит - это уж очень круто. На обычное кольцо достаточно ферритового магнита (0.3 Тл)

 

Резистор пойдёт, нужен просто хороший такой резистор и хороший лабораторный блок питания.

А теперь проделайте этот опыт с резистором и тем же кольцом.

Ставлю десять к одному, что и намотав витки, на том кольце Вы не заметите значительного изменения, раз даже неодимовый магнит его не взял.

 

 

 

Емкость пъезорезонатора определяется физическими размерами, другой вопрос что может быть заход в нелинейную область - например индуктивность может насыщаться, или емкость межвитковая добавляет.

Если резонанс излучателя действительно 25 кГц, то у меня такое ощущение, что контур именно выталкивается с этой частоты - либо в ту, либо в другую сторону.

 

Почему - вопрос открытый, но думаю что нелинейности играют не последнюю роль.

 

 

 

ТС хочет заставить пьезик зазвучать резонансом, но способ возбуждения у него выбран не подходящий.

Ну, я так понимаю, он хочет скомпенсировать емкость излучателя, построив с катушкой параллельный колебательный контур.

 

Но разве на резонансной частоте сопротивление излучателя и без того не будет чисто активным?

 

 

Только сейчас написал - и понял:

Задача: составить последовательный колебательный контур, настроенный на те же 25 kHz, из этого излучателя и катушки

автор хочет получить повышенное напряжение на излучателе, путем резонанса в последовательном контуре.

 

Но звенящий излучатель - и так сам по себе - последовательный контур.

 

[Den64 0]

А кольцо точно ферритовое? А то бывает и порошковый металл. Особенно если это кольца из БП.

Порошковый металл, проницаемость в районе 200. Не помню от куда дербанул. А что имеет значение феррит или распылённое железо? Принцип тот же. Намагничиваем и проницаемость уменьшается, или я не прав?

 

Но звенящий излучатель - и так сам по себе - последовательный контур.

А мне кажется, что параллельный.