Расчет авиационного радиосвязного оборудования, страница 4

6. Конструктивный расчет катушки индуктивности.

Для расчета выберем катушку L2 во втором колебательном контуре. Параметры катушки:

Индуктивность катушки:

Предполагаемая добротность: 

Методика расчета взята из [4]  Для того, чтобы рассчитать катушку, нам понадобится знать ток, идущий через катушку и индуктивность катушки. Ток, текущий через катушку мы можем рассчитать.

Найдем действующее значение:

Оценим периметр привода, исходя из формулы указанной в [1]:

, где -задается в герцах.

 -- обычно принимается .

Примем

Зададимся соотношением , где - длина намотки катушки, а - диаметр катушки. Примем

Определим периметр, для изготовления одного витка, исходя из формулы указанной в [1]:

Определим диаметр провода:

Определим индуктивность одного круглого витка с параметрами:

R=0.5 cм – средний радиус витка.

d=0.2627 – сечение круглое, в сантиметрах.

Посчитаем необходимое число витков:

Расчет собственной емкости катушки:

   , где

- коэффициент, который зависит от отношения (в данном случае он равен 1.5)

- коэффициент, зависящий от отношения  (в данном случае он равен 1)

Их мы находим из графиков, приведенных ниже:

Рис 9. Зависимость коэффициентов.

 пФ.

Проверим длину провода катушки, исходя из условия, чтобы катушку можно было считать элементом с сосредоточенными параметрами, необходимо чтобы длина провода катушки была меньше 0.3 длины волны на рабочей частоте

м.  где с- скорость света.

мм.

Длина провода:

м. = 94 мм.

Условие выполняется.

Оценим добротность катушки:

Добротность катушки, при заданных: частоте ω, и индуктивности L определяется её активным сопротивлением r исходя из формулы:

Активное сопротивление катушки складываются из сопротивления провода току высокой частоты; сопротивления вносимого диэлектрическими потерями в каркасе;

Сопротивление провода току высокой частоты определятся по формуле:

где -сопротивление провода катушки току высокой частоты Ом.

d – диаметр провода без изоляции, см .

D- диаметр катушки, см.

k-коэффициент учитывающий влияние размеров катушки на эффект близости.

f- рабочая частота катушки, МГц.

Сопротивление вносимое диэлектрическими потерями определяется по формуле:

где - сопротивление, Ом.

- собственная емкость катушки, пФ.

L- индуктивность, мкГн.

f- рабочая частота, МГц

- коэффициент, определяющий качество материала, примем δ=1.5*10-2.

Определим добротность катушки:

Получили добротность, превышающую ранее оговоренную, для решения этого вопроса существуют несколько путей:

1.  Включить последовательно с катушкой резистор, компенсирующий сопротивление потерь, до нужной добротности.

2.  Понизить КПД какой-либо цепи согласования.

3.  Понизить мощность возбудителя и т.п.

Все пути решения этой проблемы возможны, и выбор варианта зависит от конкретной ситуации, в которой находится проектировщик.

На этом конструктивный расчет катушки индуктивности можно считать оконченным.

10. Список литературы

1.  Проектирование радиопередающих устройств СВЧ: Учеб. пособие для вузов / Уткин Г.М., Благовещенский М.В., Жуховицкая В.П. и др.; Под ред. Г.М. Уткина. - М.: Сов. радио, 1979. - 320 с

2.  Устройства генерирования и формирования сигналов (радиопередающие устройства) : учеб. пособие / П. С. Вовченко, Г. А. Дегтярь. – Новосибирск : изд-во НГТУ, 2006. – 75 с.

3.  Каганов В.И. Транзисторные радиопередатчики. Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Энергия, 1976. - 448 с.

4.  Проектирование радиопередатчиков. Учеб. Пособие для вузов/В.В. Шахгильдян, М.С. Шумилин, В.Б. Козырев и др.; Под ред. В.В. Шахгильдян – 4-е изд. перераб и доп. – М.: Радио и связь, 2000. – 656с.