Конструктивный расчет - Проектирование выходного каскада связного передатчика с частотной модуляцией

Главной задачей данного конструктивного расчета является расчет геометрии катушек индуктивности входящих в состав выходного фильтра. Это необходимо для выполнения помимо требований к заданной индуктивности, высокой добротности, определенной стабильности, также и требований к электрической прочности, допустимого нагрева, механической прочности и т. д.

В транзисторных ступенях благодаря низким значениям постоянного и переменного напряжений электрическую прочность обеспечить не трудно: расстояния в несколько десятых долей миллиметра между витками достаточно, чтобы напряженность поля не превышала допустимую: 500...700 В/мм по воздуху и 250...300 В/мм по поверхности керамического или другого подобного каркаса. Вместе с тем ток радиочастоты, протекающий по катушке, может достигать большой величины и вызвать ее значительный нагрев.

Конструктивный расчет спирали цилиндрической проволочной катушки проведем в соответствии с методикой, описанной в [3] стр. 292 - 296.

Уточним расчетное значение индуктивности (см. 5.1.5) катушек с учетом влияния экрана катушки: экран уменьшает индуктивность катушки в соответствии с законом Лоренца. Если диаметр экрана, по крайней мере, вдвое больше диаметра катушки (допустим что в нашем случае это так ), то его влияние не велико и следует принять расчетное значение индуктивности катушек Lрасч (1,1...1,2) L, т. е. получим:

L2 = 0,528 мкГн; L4 = 0,6156 мкГн; L6 = 0,32148 мкГн(5.2.1)

Зададимся соотношением длины намотки катушки l к ее диаметру D, а именно l/D=0,6, поскольку наши катушки, очевидно, будут диаметром меньше 50 мм.

Диаметр провода катушек выберем исходя из соображений ее допустимого нагрева. В связи с трудностями учета как степени нагревания катушки (активное сопротивление провода катушки сложным образом зависит от частоты тока f, материала и диаметра провода, диаметра катушки и т. д.), так и разнообразных условий ее охлаждения воспользуемся эмпирической формулой для определения диаметра цилиндрических однослойных, с естественным (конвекционным) охлаждением катушек.

В этой формуле d - диаметр провода, мм I - радиочастотный ток, А (действующее значение, т. е. амплитудное значение тока деленное на ); f - частота радиочастотного тока, МГц; T - разность температур провода и окружающей среды (возьмем T =30 С (К)), К. Подставив в (5.2.2) численные значения, с учетом рассчитанного по (4.1.3) амплитудного значения радиочастотного тока нагрузки имеем:

Из стандартного ряда диаметров провода выбираем самое близкое значение к расчетному, а именно, d = 0,49 мм. Поскольку диаметр провода < 1мм, то для жесткости и механической прочности катушки необходимо наматывать на керамический сердечник.

Число витков спирали катушек рассчитывается по формуле (5.2.4), где F(l/D) коэффициент формы катушки, представленный на графике 10.3 в [3] (при выбранном для катушек отношении l/D =0,6 _ по графику F(l/D) = 0,01), Lрасч - расчетное значение индуктивности в мкГн.

Подставив в (5.2.4) численные значения имеем:

Зададимся диаметром 2-ой и 4-ой катушек (см. рис. 5.1.1 и рис 5.2.1) D = 20 мм, а диаметром 6-ой катушки D = 15 мм тогда зная число витков в катушках и заранее заданное l/D =0,6 можем расс читать длину катушек lк и, соответственно, шаги намоток g по формулам:

Подставляя численные значения в имеем:

вид катушки индуктивности с сердечником

Рис. 5.2.1 Вид катушки индуктивности с сердечником

Теперь можно определить длину провода в катушках по формуле (5.2.8), в которой длину хвоста возьмем 2 см:

Подставив численные значения в имеем:

На этом конструктивный расчет выходного фильтра заканчивается.

Похожие статьи




Конструктивный расчет - Проектирование выходного каскада связного передатчика с частотной модуляцией

Предыдущая | Следующая