Катушка связи. Катушки связи в радиотехнике: типы, характеристики и применение

Помимо этого, спаренные катушки индуктивности также используются для создания одинарной или двойной схемы в радиопередающей или приемной цепи

Проблемы с соединением катушек, ноябрь декабрь 1941 г. Radio-Craft

Когда вы смотрите на схему плата и/или шасси радиоприемника — новое или старое — вы видите много компонентов включая резисторы, полупроводники (и/или электронные лампы), катушки индуктивности, конденсаторы, трансформаторы, переключатели, потенциометры, экранированные кабели, экранированные отсеки, дисплеи, световые индикаторы, разъемы и т. д. За возможным исключением некоторые полупроводники (ИС и дискретные), функция почти каждого компонента может разглядеть большинство людей, хоть сколько-нибудь знакомых с радиоэлектроникой по расположению в цепи, за исключением катушек индуктивности и трансформаторов (кроме тех, что в блоке питания). Катушки индуктивности и трансформаторы, как правило, наименее понятный и потому самый загадочный. Они наименее вероятны нести какую-либо идентифицирующую маркировку, если только они не будут инкапсулированы, как резистор или конденсатор. Статьи, подобные этой, помогают убрать некоторые неизвестные о их функции.

Проблемы с муфтой катушки

Л. В. Соренсен

Принципиальные схемы, приведенные справа, поясняются в тексте, а Важную роль играет катушка связи в радиоприемных цепях, особенно подробно обсуждаются автором. Рамочные антенны, так широко используемые в портативных устанавливает по мере необходимости некоторую тонкую инженерию, чтобы должным образом решить проблему лучший тип катушки для этой цели.

Автор доступно объясняет некоторые проблемы встречается в радиостроении, когда речь идет об катушках и методах связи. Каждый изучающий радиотехнику найдет в этой статье много ценных советов. Вот некоторые из тем: рамочные антенны, подавление фоновой модуляции, эффект высоких частот. Первичные импедансы, коротковолновые катушки и радиочастоты. Усилители.

Рис. 1 — Антенная муфта.

Часть I

Каждый радиоприемник использует резонансные схемы для выбора нужных сигналов и различать нежелательные сигналы, но методы, с помощью которых эти резонансные контуры соединены с предыдущими и последующими трубками или контурами варьируются в широких пределах в зависимости от условий. Целью данной статьи является обсуждение общие методы, используемые для подключения настроенных цепей к радиоприемникам, краткое описание общие характеристики каждого метода, а также указать ограничения которые влияют на тип и степень сцепления.

Рамочные антенны:

Рамочная антенна является выдающимся примером простого метода соединения резонансный контур к лампе. Вся настроенная схема напрямую связана между сеткой и катодом возврата первой трубки. Напряжение сигнала вводится в контур прямой индукцией из существующего поля сигнала в космосе.

Когда сигнал желаемой станции слишком слаб для удовлетворительного приема на петле необходимо соединить внешнюю антенну с приемником. Самый распространенный способ соединения — подключение антенны к нескольким виткам провода. наматывается на петлю. Когда петля имеет относительно большой диаметр, муфта обмотка часто состоит только из одного витка. Когда петля имеет небольшой диаметр, и, следовательно, требует много витков провода для создания требуемой индуктивности, обмотка связи часто имеет несколько витков вместо одного витка используется на петлях большего диаметра. Этот тип связи известен как «низкоимпедансный». связь. Его характеристики: низкое усиление на низкочастотном конце диапазон настройки, гораздо более высокое усиление (часто в 5-8 раз) на высоких частотах конец диапазона настройки, плохой коэффициент изображения и значительная чувствительность (при высокочастотный конец диапазона настройки) к изменениям пропускной способности антенны.

Принципиальное ограничение количества этого типа муфты, которое может быть использовано количество мощности, «отраженной» от антенны через настроенная схема. Когда эта «отраженная» емкость становится достаточно большой, чтобы отбрасывать схема сильно не согласована с другими цепями в приемнике, чистая потеря чувствительности вызвана дальнейшим увеличением связи. Под такое состояние смещения очень сильно влияет на соотношение сторон изображения. В некоторых может быть установлен изолирующий конденсатор ограниченной емкости, скажем, 50-100 ммф. соединены последовательно с обмоткой связи для ограничения максимальной емкости которые могут отражаться по настроенному контуру антеннами необычно высокого емкость.

Довольно распространенный вариант только что описанной обмотки связи состоит в том, чтобы сделать связь проводящая, а не индуктивная. Другими словами, вместо использования отдельная обмотка для связи антенны, используется часть вторичной обмотки для двойной функции обмотки связи и для части настроенной цепи. В конструкции это достигается путем надевания отвода на петлевую обмотку. или более витков от низкопотенциального конца катушки, и подключение этого отвода к антенне либо напрямую, либо через изолирующий конденсатор. постучал петля может иметь некоторые производственные преимущества по сравнению с отдельной обмоткой связи, но у него есть явный недостаток производительности, заключающийся в том, что иногда вводится «модуляция шума». в принимаемый сигнал. Следуя схеме на рисунке 1, можно легко видел, как этот метод подключения антенны к петле вводит модуляцию шума в наборах AC-DC.

Уменьшение модуляции «гула»: когда линейная вилка 50 подключена к стороне «А». подключен к «незаземленной» стороне линии электропередачи, напряжение сети переменного тока последовательно делится на C1, C2 и C3. Поскольку только C1 имеет обе клеммы в сетке это единственный конденсатор, через который проходит переменное напряжение. частоты линии электропередач может внести шум в цепь сети. мгновение рассмотрение этих трех конденсаторов последовательно покажет, что увеличение значение C1, уменьшая значение C2 или уменьшая емкость C3 ( емкость антенны относительно земли) уменьшит фоновую модуляцию. Конечно, самый быстрый и самый простой способ уменьшить фоновую модуляцию в приведенном выше случае — это переверните сетевой штекер. Однако перестановка сетевой вилки мало что даст. на фоновых напряжениях, которые антенна может принимать от высоковольтных линий электропередач, может быть рядом с антенной. Установки переменного тока с одинаковым типом муфты от антенны к петле могут возникнуть аналогичные проблемы, но, вероятно, в меньшей степени. степени, потому что линия питания не подключена к шасси, а просто шунтируется к нему сравнительно небольшим конденсатором.

Если гул-модуляция только при подключенной антенне — жалоба на любой приемник, использующий тип антенной связи, показанный на рисунке 1, рекомендуется чтобы соединение антенны было снято с крана на петле и чтобы полностью отдельная обмотка связи должна быть намотана на петлю, прямо поверх витков ранее включены в цепь антенны.

Эта новая обмотка должна иметь то же количество витков, что и между кран и конец AVC петли. Конец AVC новой обмотки связи должен быть подключен к шасси в системе переменного тока и к минусу «В» в системе переменного и постоянного тока. набор. В последнем случае следует подключить изолирующий конденсатор между антенна и высокопотенциальный конец катушки связи, в то время как в бывшем В этом случае изолирующий конденсатор не требуется. Очень важно, чтобы муфта обмотка должна быть расположена на конце AVC петли, где емкость между обмотка связи и петля практически ничего не добавляют к емкости цепи на петле. Если обмотка связи расположена на конце сетки . петля, обмотка добавит столько фиксированной мощности в цепь сети, что может невозможно «подрезать» петлю до резонанса с генератором в нужном месте. настройка циферблата.

Антенна с учетом емкости:

Другая схема подключения антенны к контуру заключается в подключении антенны напрямую в сеть через очень маленькую емкость — что-то около 2 ммф. Такая схема чрезвычайно проста, но приводит к плохому соотношению изображения. Предотвращать серьезная ошибка в высокочастотном конце диапазона, важно, чтобы проводка от конденсатора связи малой емкости до антенного терминала или ведущие комплекты имеют относительно высокую емкость шасси, скажем, от 10 до 20 ммф. При такой ёмкостной связи от конденсатора малой ёмкости к земле или шасси, эффективная мощность сети мало меняется, когда антенна подключается к антенному посту, но если маломощная муфта конденсатор расположен так, что его провод к клемме антенны имеет пренебрежимо малое потенциал на землю, максимальное расхождение произойдет при подключении антенны.

В вещательных радиостанциях, использующих обычные антенные катушки, низкоимпедансная от первичной обмотки отказались несколько лет назад в пользу высокоимпедансной связи для обеспечения лучшее соотношение изображения, более плоские характеристики усиления от одного конца полосы до другой, и большая свобода от эффектов расстройки антенн разных емкости. Та же идея справедлива и для более качественных наборов, использующих рамочные антенны. В этих наборах используется высокоимпедансная связь в любом из две формы: (1) первичная обмотка с высоким импедансом большого диаметра (возможно, от 4 до 6 дюймов) подключенный непосредственно к петле, или (2) обычная первичная обмотка с высоким импедансом обычного диаметра, соединенного довольно плотно с небольшой катушкой, которая соединена последовательно с петлей.

В любом случае конечный результат такой же, как у обычного высокоимпедансного антенная катушка с такими же индуктивностями, добротностью и пропускной способностью связи. Там не вопрос, а что дает такой способ привязки антенны к петле лучшие характеристики, чем у муфт с низким импедансом, описанных ранее, но многие конструкторы использовали более бедную схему связи из-за ее экономичности, и из-за того факта, что относительно небольшое количество наборов петель когда-либо имеет внешний к ним подключена антенна.

Проблема емкости большого контура:

В некоторых комплектах, покрывающих довольно большой диапазон настройки на каждом диапазоне, емкость петли большого диаметра, включающей всю индуктивность настроенного цепи, настолько высока, что диапазон настройки серьезно ограничен. В таких случаях, эффективное снижение распределенной емкости может быть получено за счет разделения индуктивность резонансного контура на две части, положив примерно половина требуемой индуктивности в петле, а остаток в маленькой катушке малой распределенной емкости, соединенных последовательно с верхней стороной контура. Если эта индуктивность ошибочно подключена к нижней части контура, фактически никакого преимущества не получено, потому что емкость контура на землю все еще подключен к сетке. Однако, когда эта емкость соединена с землей, с небольшая катушка, подключенная к сети, эффективная емкость цепи намного меньше, и, следовательно, коэффициент настройки больше.

Гарнитуры лучшего качества, использующие указанный выше метод растяжения строя отношение цепи контура, почти всегда имеют первичную связь с высоким импедансом свободно к вышеупомянутой маленькой катушке. Таким образом, когда внешняя антенна подключенная к приемнику петлевая цепь имеет желаемые характеристики антенной катушки с высокоимпедансной первичной обмоткой. а не менее желательное характеристики схемы связи с низким импедансом, в которой используется один или несколько витки муфты наматываются на петлю.

Антенные катушки:

Как правило, все катушки широковещательных антенн современных приемников используют высокоимпедансные связи по тем же причинам, которые приводились в пользу такой связи в лучшую сторону. наборы градационных петель. Ограничивающий фактор количества связи, которую можно использовать — количество ошибок отслеживания, вызванных низкочастотным концом диапазона настройки. при использовании антенн разной мощности и по величине изменения в кажущейся индуктивности настроенной вторичной обмотки как низкочастотный конец диапазон настройки приближается. Это напрямую влияет на отслеживание антенны. катушка с Р.Ф. или катушка генератора.

Эффект высокого импеданса Первичный:

Математически можно показать, что на самом деле первичная обмотка с высоким импедансом (с подключена антенна) отражает большую емкость последовательно с настроенной вторичной обмоткой, давая почти такой же эффект, как конденсатор заполнения в этой схеме, и что значение этого конденсатора становится более тревожным по сравнению с нормальной кривой настройки цепи как резонансная частота первичной цепи (первичная индуктивность с мощностью антенны) приближается ближе к низкочастотному концу настройки диапазоне, и по мере того, как степень связи между цепями становится больше. А достаточно хорошая общая проектная спецификация для связи в высокоимпедансной схема составляет 15% магнитной связи и первичной резонансной частоты около двух третей самой низкой частоты, на которую будет настраиваться вторичный.

В некоторых случаях к высокоомному магнитная связь с целью изменения коэффициента усиления катушка. Поскольку полярность магнитной связи между двумя катушками может быть изменена при изменении местами любой обмотки возможны две полярности соединений.

При одной из этих полярностей магнитная связь усиливает или помогает связь, обеспечиваемая пропускной способностью связи, в то время как при другой полярности магнитная муфта противодействует или противостоит муфте, создаваемой муфтой конденсатор.

Когда магнитная муфта помогает муфте производительности, общий эффект заключается в повышении усиления по всему диапазону, но наиболее эффективно на высоких частотах. конец. Когда магнитная муфта противостоит емкостной муфте, происходит уменьшение усиления во всей полосе частот, но наиболее эффективно в какой-то одной точке, которая может случайно оказаться в группе в плохо спроектированном наборе (или таком, в котором катушка был случайно неправильно подключен).

Эта точка минимального отклика может быть сделана выпадающей за пределы диапазона в «образ» некоторой важной частоты в диапазоне. Когда последнее сделано соотношение изображения улучшается больше всего в той точке, где отмена связи является наибольшим, но благотворное влияние этого противопоставления связей распространяется для значительного диапазона по обе стороны от частоты подавления. Этот Противоположная связь чаще всего встречается в двухганговых супергетеродинах, где соотношение изображения редко бывает таким хорошим, как хотелось бы.

Коротковолновые катушки почти повсеместно используют связь с низким импедансом для нескольких веские причины: (1) Обмотка с высоким импедансом для диапазона чуть выше, чем диапазон вещания резонирует в диапазоне вещания. Если этот резонанс случайно упасть на частоту местной станции, то станция, по всей вероятности, вызвать «перекрестные помехи» на любой станции, настроенной на рассматриваемый коротковолновый диапазон. (2) Связь с низким импедансом обеспечивает гораздо лучшее согласование импеданса между дублетом антенна и первый настроенный контур.

Ограничивающий фактор количества низкоимпедансной связи, которую можно использовать на катушке антенны — это количество рассогласований, вызванных разными антеннами. на высокочастотном конце диапазона перестройки и широтой резонанса цепи антенны при юстировке со стандартной фиктивной антенной 400 Ом. Это особенно важно в установках, имеющих только двухсекционный конденсатор. Если слишком используется много первичных витков, сопротивление фиктивной антенны отражается в настроенный контур в таком количестве, что контур становится настолько широким, что трудно отличить полезный сигнал от изображения, когда набор работает на таких частотах, как от 16 до 18 мс. с 456 кгс. средний частоту и практически невозможно проложить на низкочастотном конце.

Р.Ф. Усилители:

Рис. 2 — Входной фильтр, или «волновая ловушка».

Типы муфт, используемые в R.F. каскады усилителя, вероятно, различаются больше чем связь в любом другом виде радиочастотной цепи. Во-первых, два общих класса R.F. усилители, настроенные и ненастроенные, определяют, катушки и муфты катушек будут использоваться или нет.

Простейшая связь — это резистивная связь, во многом аналогичная усилитель звука с резистивной связью, за исключением того, что значения Сопротивления связи и конденсатора обычно значительно меньше, чем в аудиосхемы и схема ловушки (настроенная на промежуточную частоту) обычно используется, чтобы не допустить в трубку преобразователя шумов, возникающих в РФ трубка на промежуточной частоте. Если эти шумы не подавлять с помощью волновой ловушки страдает соотношение «сигнал-шум». Такая схема показано на рис. 2.

Ненастроенный Р.Ф. усилители более сложной конструкции могут быть использованы для покрытия большая полоса частот, как в некоторых всеволновых приемниках.

Рис. 3 – Прямая магнитная муфта, магнитная плюс емкость муфта и муфта емкости (более известная как дроссельная муфта).

Наиболее часто используемый настроенный Р. Ф. цепи связи представляют собой высокоимпедансную связь на радиовещательном или длинноволновом диапазонах и низкоимпедансную связь на коротковолновом группы.

Высокоомная цепь для Р.Ф. муфта имеет несколько исполнений: прямая магнитная муфта, магнитная плюс емкостная муфта и емкостная муфта (подробнее известное как дроссельная муфта). Эти цепи связи показаны соответственно на рисунке 3, вместе с репрезентативными примерами катушек, использующих муфту проиллюстрированы методы.

Характеристикой вышеуказанного типа муфты является довольно плоская кривая коэффициент усиления по отношению к частоте, особенно в схеме, использующей комбинированные магнитные и емкостная муфта. Все эти схемы обеспечивают лучшее соотношение сторон изображения, чем схемы с низким импедансом. связь, но из этих трех схема, использующая только магнитную связь дает лучшее соотношение изображения, чем комбинированное магнитное и емкостное связь или прямая емкостная связь (кроме случая, когда магнитная связь противостоит емкостной связи для конкретной цели улучшения соотношение изображения).

При проектировании таких цепей следует уделять особое внимание что основная резонансная частота не совпадает с промежуточной частота приемника из-за плохой ПЧ. когда это происходит, возникает отторжение. Если промежуточная частота 456 кгц. первичный резонанс может быть между промежуточная частота и низкочастотный конец диапазона вещания, но такая первичная резонансная частота требует очень тщательного контроля констант катушки. и возможности проводки для поддержания резонанса на желаемой частоте. Более однородный и более комфортное производство будет ощущаться, если первичный резонанс помещается значительно ниже промежуточной частоты, где разумное изменение резонансной частоты практически не влияет на однородность готовые наборы.

Муфта, используемая в нескольких радиопередачах R.F. цепей с малым усилением тип с низким импедансом из соображений экономии и удобства. Правда, что Полученное соотношение изображения не такое хорошее, как у высокоимпедансного схема, но коэффициент изображения полного комплекта, использующего каскад с таким низким импедансом усиление намного лучше, чем у комплекта без настроенного ВЧ. этап что некоторые разработчики используют такую ​​связь с низким импедансом для экономии. Если бы они использовали высокоимпедансную связь, то, несомненно, получили бы еще лучшее соотношение изображения, но ценой первичной обмотки из многих витков тонкой проволоки, и, возможно, слюдяной перепускной конденсатор из пластины Р.Ф. трубка к плюсу «B», чтобы сократить усиление каскада вместо низкоимпедансной первичной обмотки относительно несколько витков (от 10 до 20) довольно толстой проволоки.

Связь, используемая на коротковолновых радиочастотах. катушки почти повсеместно низкоимпедансного типа, во многих случаях первичные витки намотаны между вторичными витков, чтобы получить максимальную связь и максимальный коэффициент усиления.

Характеристики этого типа связи на коротковолновом Р.Ф. катушки: максимальное усиление на всех частотах, наибольшее усиление на высокочастотном конце диапазон настройки и коэффициент изображения уступают высокоимпедансной связи. Этот тип однако, несмотря на это ограничение, для достижения высокий выигрыш.

Рис. 4 – Однокаскадный генератор.

Рис. 5 — Пластинчатая муфта настраиваемой цепи отдельной обмоткой.

Ограничивающим фактором в количестве используемой муфты является одноступенчатая колебание в Р.Ф. трубки и/или количество емкости, отраженной от РФ цепь пластины через следующую цепь сетки. Для того, чтобы увидеть, как одноэтапный колебания являются ограничивающим фактором и как отрегулировать муфту, чтобы этого избежать трудности, сначала рассмотрим схему на рис. 4.

Осмотр этой цепи показывает, что она имеет настроенную цепь непосредственно в ее сеточные и пластинчатые схемы. Если частота находится в диапазоне от 2 до 18 мк. конденсатор батареи нормального размера (365 на 410 ммф.), змеевики стандартной конструкции «Q», и используется лампа переменного тока, работающая при нормальном напряжении, этот каскад будет колебаться как генератор с настроенной сеткой и пластиной точно в так же, как работали старые передатчики с настроенной сеткой и пластиной.

Даже при уменьшении до нуля связи между проводкой цепи сетки и пластины благодаря тщательному размещению деталей емкость внутри трубки достаточна для вызывать колебания, когда цепи правильно отслеживаются. необходимо уменьшить эффективное сопротивление либо в сетке, либо в пластинчатой ​​цепи РФ трубка, чтобы остановить колебания. Это легко сделать, подключив пластины в какой-то момент на полпути вниз по настроенной цепи и, по сути, такое расположение иногда используется. Однако гораздо более распространенным методом является состоит в том, чтобы держать настроенную цепь подальше от высоковольтной цепи постоянного тока и просто чтобы соединить пластину с этой настроенной цепью отдельной обмоткой, такой как показано на рис. 5.

Поскольку импеданс любой настроенной цепи максимален при наибольшей индуктивности, очевидно, что самое высокое усиление каскада достигается в самой низкой частотной полосе. многодиапазонного коротковолнового приемника, если не будут предприняты шаги для устранения этого неравенства.