close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

Your rst line of defense against aging;pdf

код для вставкиСкачать
C jK ?
М И Н И С Т Е РС Т В О ВЫ СШ ЕГО II С Р Е Д Н Е Г О
С П Е Ц И А Л Ь Н О Г О О БРА ЗО В А Н И Я РС Ф С Р
КУЙБЫШЕВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ
АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ имени академика С. П. КОРОЛЕВА
А. В. З ел ен ск и й , Ю. И. М а к а р ы ч е в
РАДИОКОМПОНЕНТЫ
ДИСКРЕТНОЙ
И ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ
ЭЛЕКТРОНИКИ
Утвер ж депо
редакционно-издательским
советом института
в качестве учебного пособии
КУЙБЫ Ш ЕВ
,1986
УДК 621.396.69
З е л е н с к и й А. В., М а к а р ы ч е в Ю. И. Радиокомаоненты дискретной и ф ункциональной электроники: Учебное посо­
бие. — Куйбышев:
Куйбыш евский
авиационный
институт,
1986. — 58 с.
В пособии рассмотрены принципы, на основе которых ф унк­
ционируют дискретные компоненты. Формулы приводятся в виде,
удобном для инженерных расчетов, даю тся примеры. А нализи­
руются расчетные соотнош ения, связываю щ ие конструктивные и
электрические параметры .
Пособие предназначено дл я студентов радиотехнического
ф акультета, обучающ ихся по спец. 0701 и 0705. Рассмотренный
в пособии м атериал мож ет быть использован при выполнении
курсовых и дипломных проектов.
Ил. 23. Табл. 18. Библиогр. — 7 назв.
Рецензенты:
Г. В. 3 и и р о в а,
В. Я. К у п е р
© Куйбышевский авиационный институт, 1986
ВВЕДЕНИЕ
П ет необходимости доказы вать, какое в а ж ­
ное место принадлеж ит радиотехнике в обес­
печении потребностей человека в условиях
быстро развиваю щ ейся науки, техники и обо­
роны страны. Прогресс радиоэлектроники в
значительной степени определяется успехами
в области совершенствования элементной б а ­
зы. Р а зр а б о т к а
технически
совершенных,
надеж ны х и экономичных радпокомпонентов
является одной из наиболее трудных и акт у ­
альных проблем в современной р а ди оэл е ктро­
нике. Успешное реш ен и е это;': проблемы з а в и ­
сит как от совершенствования технологии про­
изводства, создания новых материалов, так и
от совершенствования методов проектирова­
ния.
Радпокомпопенты представляют собой про­
стейшую неделимую часть полого, в данном
случае радиоэлектронной апп аратуры (Р Э Л ).
Ра дпокомнененты обеспечивают выиотненпе
определенных простейших функций — с о зд а ­
ние емкостного эффект а, резонанса, ком м ута­
ции и т. д., при воздействии тепла, влаги, ме­
ханических нагрузок и д олж ны быть пригодны
д ля высокоэффективного изготовления, т. е.
пред усм агрп вать использование прогрессив­
ных групповых технологических процессов при
минимальном количестве деталей, требующих
точного механического изготовления, и мини­
мальном объеме сборочных работ.
П о принципу действия радиокомпоненгы
п о д раздел яю тся на активные и пассивные
(рис. 1В ) . Активные элементы имеют тесную
РЭА
Электрорао
(ЭР
интегральные
схемы (и д
Активные
Основанные на
электрическом
пот енциале
Основанные н а
магнитном
попе
I
1
Несущие конструкции и
„установочные" детали
Пассивные
Основанные на д р у ­
гих физических
явлениях
1
’
1
I
Конмутац. КонЗен- \<атушки j Трснсфор. Запоминоустройство
нощие уст- Фильтры
и
Резисторы
саторы | индуктийл
КУ)
г Л носmu \ дроссели роистве(ЗУ
разъемы
1
Оптроны, хемотроны, криот­
роны и др.
Пинии
задерж ка
(ЛЗ)
Электромехани­
ческие Фильтры
(ЭМФ=)
Рис.
Резонаторы
1в
взаим освязь с пассивными. В последнее время
широко р а зр а б а т ы в а ю т с я элементы, основан­
ные на физической интеграции активных и п а с­
сивных элементов. Такие элементы получили
название устройств ф у нк ци она ль но й э л е к т р о ­
ники (УФЭ). Р е а л и за ц и я таких устройств осу­
щ ествлена не только на основе технологиче­
ской интеграции, но и с применением сложных
схемотехнических решений. Таким образом,
создание УФЭ является дальнейш им р а зв и ­
тием элементной базы РЭА, вылившимся
в самостоятельное направление.
Учитывал! структурную сложность УФЭ,
необходимо отметить, что при исследовании,
проектировании, разработке и изучении УФЭ
ка ж ды й элемент необходимо рассматрпва >ь
к а к систему с учетом входящих в нее подси­
стем, находящихся в сложной взаимосвязи с
другими элементами РЭА и внешними усло­
виями. Р ас с м атр и в ая радиокомпоненты и УФЭ
в развитии и взаимосвязи, мы тем самым при­
меняем
известные
категории
диалектики
в развитии элементной базы РЭА, что будет
способствовать формированию диал ектическо­
го мышления и научного мировоззрения спе­
циалиста, с одной стороны, и позволит более
уверенно ориентироваться в соответствующих
областях радиотехники, с другой.
/. Дискретные радиокомпоненты
и их взаимосвязь с интегральными
схемами и УФЭ
И спользование дискретных компонентов имеет определенные
недостатки, связанны е с тем, что каж ды й из них является з а ­
конченным в конструктивно-технологическом отношении, р а з м е ­
щ ается, укрепляется и электрически вклю чается отдельно. При
эгом отношение массы и габаритов апп арату ры к суммарной
массе и объему используемых элементов велико. К а зал о сь бы,
что необходимо построение РЭА вести на основе интегральных
схем (И С ). Однако широкое внедрение ИС не исключает исполь­
зование в РЭ А дискретных раднокомпонентов, роль которых
остается существенной.
Теория п опыт показывают, что выполнение таких функции,
ка к ф ил ьтрац ия на высокой частоте, создание памяти большой
емкости, соединения между элементами и блоками, индикация
не могут быть выполнены па основе больших интегральных
схем (Б И С ). Если интегральной микроэлектронике присущ:!
такие недостатки, как уменьшение гибкости п универсальности
с увеличением степени и н тегр аци и,то в этом случае на передний
план выступают УФЭ. М ожно привести примеры, которые сви­
детельствуют о том, что такие в аж ны е функции в РЭА, как
ф ильтрация, соединения, коммутация, намять, индикация, неэф ­
фективно решать традиционными методами, основанными на
механической сборке н изготовлении множества деталей, в то
ж е время они не могут быть решены или реш аю тся частично
методами интегральной микроэлектроники, в том числе в пред­
положении ее дальнейшего прогрессивного развития. П ринци­
пиальная роль функциональной электроники в том именно и со­
стоит, чтобы, используя новые физические явления и эффекты,
создавать устройства, выполняющие определенные функции в
6
РЭА, которые наименее успешно решаю тся интегральной м икро­
электроникой, и где в наибольшей степени проявляю тся о г р а ­
ничения и недостатки, присущие традиционным решениям. Д р у ­
гими словами, перспективным, единственно правильным в совре­
менных условиях при использовании системного подхода я в л я ­
ется комплексное применение в РЭ А интегральной м икроэлект­
роники в виде Б И С , функциональной электроники и дискретных
радиокомпонентов специального назначения. При проекти рова­
нии и применении радиокомпонентов и УФЭ возникаю т специфи­
ческие проблемы, которые полезно р ассм атривать с позиции
системного подхода, т. е. в зависимости и в развитии. Принципы
действия элементов, технологические процессы, которые поло­
ж ен ы в основу, их изготовление, конструкции определяю тся не
только сооталт етвующнми достижениями в области элементов,
по и общим развитием радиотехники н технологии, а т а к ж е фи■пкн. П опы таем ся сформулировать эти проблемы.
Общее развитие радиотехнической аппаратуры, а именно
быстро прогрессирующее усложнение, сопровож дается аналош чной тенденцией в элементной базе. В первую очередь это про­
является в переходе к интегральной функциональной м икроэлек­
тронике,
когда
устройства
оказы ваю тся
эквивалентными
совокупности многих первичных простейших элементов. Н а
основе ан а л и за развития элементной базы можно сделать вывод,
что сложный элемент неизбежно оказы вается более специ али зи­
рованным, т. е. менее универсальным. Таким образом, одной из
п роблем проектирования и применения УФЭ и раднокомпонентов является противоречие между универсальностью и гибкостью
применения н усложнением функций, выполняемых каж ды м
элементом.
Вторая п ро бле ма проявляется в тенденции отказа при проек­
тировании элементов от механически и з г о т а в л и в а е м ы х деталей
и механической сборки. О предели,теп это тем ,что всякое м ех а ­
ническое изго рю теине И 14 К .10 т Ч!ОИ> 3 я сбои К Л с В Я з а 111 ! !' бо!Ьшон трстос.мкостью и магорна ’оомкоетыо м. iш:: полнило, прпгозглт к большим габаиптим и массе. из.аК одичос : и соэтупчу
щит'.' от во з е-Пс i нм й темпсояз у;ц :. механических по : и'Г.ст ней,
в iarn и т. д. Прогрессивным е э.ш ш еч тш-ее нос i с э т и элем ен­
тов, когда i r -оОло.имели с i o v k t \ р з п> 'i и г а 1. ген не м е х а н и ч е с к и м
оши. и пением детален г разним и электрическими с-гоист вамп, а
Формированием их в твердом теле, на его поверхности п ш за
| чет форм ирования пленок. В этой связи псе элементы, в основе
ia поры х леж ит раздельное изготовление и сборка деталей, но
перспективны и должны постепенно терять свое значение.
7
Третья проблема — использование групповых технологиче­
ских процессов, когда одновременно в едином технологическом
цикле формируется множество элементов. Очевидно, что груп­
повые технологические процессы обеспечивают значительное
снижение трудоемкости, поэтому м ожно с д ел ать вывод, что все
элементы, не позволяющие или не приспособленные к групповой
технологии изготовления, не перспективны.
Четвертая проблема — противоречие м еж д у экономическими
и технологическими преимуществами и проектированием элемен­
тов на специализированных предприятиях ц трудн остям и орга­
низационного порядка. Эти трудности состоят в том, что изго­
товитель н проектировщик апп ар атур ы вы н у ж ден ы применять
элементы, преимущественно ра зра б от а н н ы е и изготовленные
другими организациями, и о казы ваю тся в сл ож ной зависимости
от других лиц и организаций. В связи с этим понятно стрем ле­
ние проектировать и изготавливать, если не всю, то хотя бы
часть используемой элементной базы в пр е д е л ах организации,
находящейся в едином управлении, что приводит, с одной сто­
роны, к специализации предприятий, а с другой — к уни верса­
лизации.
Пятая проблема заклю чается в противоречии м еж ду точно­
стью, с которой удается выполнить пли получить ф ункциональ­
ные параметры элемента с учетом технологического процесса,
Енешннх воздействий, влаги и времени, и трудоемкостью изго­
товления пли стоимостью соответствующего элем ента. И споль­
зование сложных физических процессов н явлений д л я выполне­
ния в аппаратуре требующихся слож ны х функциональны х пре­
образований сигнала приводит к тому, что полезный результат
в элементах формируется бесчисленным множ еством степеней
свободы. При этом количество переходит в качество, однознач­
ные закономерности не могут описать р езул ьтаты , н их место
заним аю т вероятностные закономерности. Д ру ги м и словами,
отклонении, нестабильности л е ж а т в основе физической сущно­
сти процессов, используемых раднокомпонентов н УФЭ. В о зм ож ­
ные уменьшения этих отклонении и нестабильности связаны , как
правило, с усложнением технологических процессов, с примене­
нием более чистых м атериалов, введением подгонки, прогнози­
рования н т. д. В результате этого противоречия не м ожет быть
однозначного решения — приходится проектировать п изготав­
ли в ать элементы с разным уровнем х а ра кте ри с ти к по ф унк­
циональным возможностям, точности и стабильности, а та кж е
стоимости, ориентированные на различные физические явления,
материалы и технологические процессы. П ри этом со здается ш и­
рокая гамма элементов: от наиболее деш евых и м а л о га б а р и т ­
ных, но вместе с тем менее стабильных и точных, до рысокоста8
бильных и точных, но дорогих п с большими габари там и н
массой.
И нтересно отметить, что ном енкл атур а элементов, в том числе
радиоэлементов, не сокращ ается. Внедрение интегральных ми­
кросхем не остановило, а ускорило развитие радиокомпонентов,
увеличило разн о об рази е их номенклатуры, количественный в ы ­
пуск и т. п. Это ж е относится и к УФЭ.
П ерспективным и я в л яю тся поиски таких физических явлений
д л я р еал изаци и радиокомпонентов и УФЭ, которые позволили
бы при использовании простых и высокопроизводительных т ех ­
нологических процессов получить элементы с достаточно в ы со­
кой точностью и стабильностью д л я подавляю щ его большинства
применений. Процесс разви ти я элементной базы не замедляется.
Многие проблемы, которые ук а за н ы выше, еще не решены в п о л ­
ной мере.
К а к видно из изложенного, наиболее х арактерной чертой со­
временной элементной базы является интеграция (конструктив­
но-технологическая в интегральных микросхемах и физическая
в функциональной электронике). И нтеграция быстро прогресси­
рует, позво л я я с озд авать интегральны е микросхемы высокой
степени интеграции (Б И С и С Б И С ) и функциональные устро й­
ства, за м е н я ю щ и е собой большие совокупности дискретных э л е ­
ментов. Это д ал о повод д л я вы сказы ваний о том, что ин те гр а л ь­
ные и ф ункциональные устройства с высокой степенью и н тегра­
ции к а к бы начинаю т зам енять собой а п п ар а ту ру н проблемы
констоупрования и технологии РЭ А становятся второстепенны­
ми. О днако легко показать, что это не так. Действительно, как
у ж е отмечалось, а п п ар а т у р а —■это человеко-маш инная или о б ъ ­
ектно-человеко-машинная система, основной особенностью кото­
рой я в л яе т с я обеспечение выдачи информации д л я ее использо­
вания человеком пли объектом и управления выдачей этой ин­
формации. Очевидно, что эти функции не могут быть возложены
на Б И С , С Б И С н устройства функциональной электроники. К р о ­
ме того, ан ал и з р а зв и т и я техники показы вает, что происходит
одновременный рост сложности апп аратуры н степени и н т е г р а ­
ции в элементной базе, поэтому апп арату ра, к а к правило, ф о р ­
мируется с использованием многих Б И С , функциональных у ст­
ройств и дискретны х радиокомпонентов,
2. Рас чет и нонструированиз
индуктивных элементов
2.1. О Б Щ И Е С О О Т Н О Ш Е Н И Я
К линейным индуктивным эл ем ентам Р Э А относят такие эле­
менты, магнитное поле которых з а м ы к а е т с я в среде с магнитной
проницаемостью, не за в и с я щ ей от н ап ряж ен н ости поля. К ним
относятся катуш ки индуктивности, дроссели, трансформаторы,
отклоняю щ ие системы электронно-лучевы х трубок, магнитные
антенны, а т а к ж е пар ази тн ы е элем енты индуктивности выводов,
м онтаж ны х проводников, проводников к аб ел ьны х соедине­
ний п т. п. Величина индуктивности Lk геометрического к о н ­
тура с_ током определяется соотношением Lk = Ф k k l h , гДе
Фа* = f В/; d S k — поток вектора магнитной индукции В* через
S l!
поверхность 5*.
Если часть потока Фщ, создаваем ого током /* k-ro контура
сцепляется с /-контуром, то величина связи м е ж д у контурами
/ и k через общий поток з а д ае т с я коэфф ициентом взаим ной ин­
дукции М,г/ =
где Ф*/ = J
н
Н а основании принципа взаимности пары контуров выпол­
няется равенство М 4/- = М/*, причем величина М зав и си т от в з а ­
имного р асполож ения контуров, на п р ав л ен и я токов в них и,
в отличие от L, м ожет принимать к а к полож ительные, т а к и от­
рицательные значения в зависимости от того, увел ич ивает поток
взаимной индукции собственный ноток контура ( + ) или умень­
ш ает его
В частном случае м ож н о подобр ать т а к о е в з а ­
имное располож ение контуров, при котором М/* = 0, что может
быть использовано в прак ти ке конструирования РЭ А . П р и боль­
шом числе индуктивно связанны х контуров д л я вычисления сум­
марного потока fe-ro контура используется принцип суперпози­
ции потоков- Ф* =
IP
2
Ф*/ =
2 / / Nik/ .
Н а практике используется б езразм ерн ая в за и м н ая индукция,
н а зы в а е м а я коэффициентом связи
м
У П Lk
1
2.2. М Е Т О Д Ы
РАСЧЕТА
ИНДУКТИВНОСТИ
Точный расчет индуктивности проводится с использованием
методов теории электромагнитного поля, при этом решения по­
л учаю тся в виде бесконечных рядов. Н апример, расчет, вы пол­
ненный д л я индуктивностей приведенной конфигурации (коль­
цевые контура) в области низких частот, позволил получить
следую щ ие значения индуктивностей:
L = y 0R { \ n ~ ------------+ ■■■)
(рис. 1,а);
L = poi? ( I n - f x i й - ' “2
-ГГ + "•)
(рис. 1,6).
4
2R
2R
ff
а
Рис.. 1
Н а точность расчета влияю т такие факторы, ка к неоднород­
ность электрического и магнитного поля, краевы е эффекты, и з­
менение свойств м атериалов, поэтому в расчетах реал ьная
к а т у ш к а за м е н я етс я моделью. Выбор расчетной модели ка т у ш ­
ки той или иной конфигурации определяется физическими сооб­
раж ени ям и. Н а практи ке широко используют один из двух
методов р асчета индуктивности — метод суммирования или ме­
тод массивного витка.
Метод с ум ми р ов а н ия основан на принципе суперпозиции
потоков и прим еняется в тех случаях, когда р асчетная модель
катуш ки состоит из совокупности зам кн уты х контуров с одина­
ковыми токами. В этом случае поток, сцепленный с г-м коптуП
ром, о п ред ел яется к а к Ф» = 2 Ф,у, где Фц при / ф / поток вза■г
Н1
имнои индукции, а Фц — поток самоиндукции г-го контура.
11
Токи Ii любого из контуров модели принимаю тся
выми и равны ми току реальной катуш ки I, при этом
ливы соотношения Фг; = /М г/; Фц = I L,-, где Мг/ —
циенты взаимной индукции, L t ■
— индуктивность г-ro
П
Потокосцепление ¥ = 2 Фг. П о д ст а в л я я полученные
одинако­
справед ­
коэфф и­
контура.
вы раж е-
1= 1
ния и используя соотношение
L =•
1
2
2 Фу = 2
/=1 j=i
/=1
например, д л я двух контуров
L = W j I, имеем окончательно
Li +
2
2 Му (1ф]) ,
/=1
I / = L] + Тг + М и + Mbi .
П олученная ф орм ула у к азы в а е т на возм ож ны й путь регули­
рования величины индуктивности L', основанной на зависимости
М = М ( х ) , где х — расстояние м еж ду центрами катуш ек. В е ­
личина М монотонно убы вает при увеличении х, величина U
уменьш ается при М > 0 и увеличивается при М < 0. И н д укти в ­
ность однослойных ка т у ш е к можно регулировать изменением
расстояния м еж д у ее витками, что т а к ж е изм ен яет величину М.
К ром е того, соотношение L ' позволяет определять величину М
экспериментальным путем: измерив величины L+ и L ~ при
фиксированном положении (х = c o n s t) , из системы уравнений
легко определить значение М. Если L t п L2 известны, то можно
определить М по одному измерению (рис. 2 ,а,б).
а
ff
М етод сум м ировани я я в л яется
частным сл учаем м етода супер­
позиции потоков, когда токи в
контурах одинаковы. В более о б ­
щ ем случае, когда в контурах
(катуш ках)
протекаю т разны е
6
токи одинаковой частоты, следует
принять принцип суперпозиции
Рис. 2
потоков.
Рассм отрим
пример.
Н а оси катуш ки с индуктивностью Li р а зм е щ е н ко р о т к о зам к­
нутый проводящий виток с собственной индуктивностью Ь -2
(рис. 2, в ) . Определим индуктивность системы « к а т у ш к а —ви12
ТОк» Li - При переменном токе / 1 в витке будет индуцироваться
Э Д С Е = — / « М / ь П рен еб регая активным сопротивлением
витка по сравнению с его индуктивным сопротивлением
х,2 = ] со L 2, получаем
величину тока витка: / 2 = Е / х2 =»
= —/ со М / / / со L2 = —М Д / L2, потокосцепление 4х = Ф 1 + Фш =
= L j / i + M / 2; подставив значение / 2, получим
¥ = Л ( Д - М 2 / Ь 2) ;
Li = W I h = Li — М 2 / L2 .
Индуктивность катуш ки L\, таким образом, ум еньш ается на в е ­
личину L i k CB , г д е й св = М / У L \ L 2 — коэффициент связи.
Полученные соотношения у ка зы ва ю т на возм ожность регу­
лировани я индуктивности катуш ки путем изменения величины
/гсв , зав исящ ей от расстояния м еж д у витком и катушкой.
В реал ьн ы х конструкциях кату ш ек в качестве витка исполь­
зую т проводящий резьбовой сердечник, перем ещ аем ы й вдоль оси
катуш ки. М а т ер и а л сердечника д о лж е н об л а д а ть хорошей про­
водимостью, т а к к а к вносит в катуш ку дополнительные потери
и сни ж ает добротность катушки.
Метод массивного витка применяется д л я расчета объемных
(многослойных) катуш ек. Метод основан на предположении, что
конфигурации магнитного поля реальной катуш ки и ее расчет­
ной модели (массивного витка) совпадают, т. е. витки катушки
плотно (без зазоров) примыкают друг к другу, а плотности тока
катуш ки / к н витка /„ одинаковы и постоянны. В этом случае
потокосцепление катуш ки и витка определяется следующим
образом:
ДД = Ц h f Ф dii
х¥ в = 1 / М
i
Фй
н будут равны , т. е. ^FK/* = 4 V b •
И спользуя
определение
индуктивности
L = ¥ / I, получим
L k / L в = / В2/ Д 2. И з условия равенства плотностей тока / к = / в
следует, что / в = t i h ( « — число витков ка т у ш ки ); находим L i —
■■=n2 L B.
Н аличие за з о р а м еж д у витками учитывается введением по­
правочного члена A L , зависящ его от д и а м е тр а провода и т о л ­
щ ины его изоляции. Окончательно L* — п2 L B + A L .
В практике расчетов часто используются приближ енные ф о р ­
мулы, аппроксимирую щ ие величину индуктивности катуш ки
с достаточной д л я инженерных расчетов точностью. Одна из
наиболее часто встречаю щ ихся формул д л я расчета однослой­
ных цилиндрических ка т уш е к (ф ормула Н а г а о к а ) имеет вид
L — k D 2 n2/t, где D — средний диам етр обмотки; I — ее длина;
13
k — коэффициент, зависящ ий от отношения D j l и за д ава е м ы й
в справочной литературе в виде таблиц или граф иков /1/.
Зам етим , что ф ормула о т р а ж а е т зависимость индуктивности от
к в а д р а т а числа витков при неизменной геометрии катушки.
2.3. В Ы Б О Р К О Н С Т Р У К Ц И И К А Т У Ш К И
И ТИПА Н А М О ТК И
Н аиболее распространены в Р Э А катуш ки двух типов —
п ло ск ие и ц илиндрич еск ие (рис. 3). При выборе типа намотки
руководствуются такими п арам етрам и , к а к резонан сн ая частота
и емкость контура. Н аиболее распространенны е типы катуш ек
имеют подстроенный сердечник из ферромагнитных или нем аг­
нитных материалов, что позволяет легко осуществить подгонку
величины индуктивности и снизить требования к точности изго­
товления катушки.
Рис. 3
Выбор типа сердечника и, следовательно, конструкции к а ­
тушки м ож ет быть произведен на основании а н а л и за исходных
данных. Если
резонансная
частота
контура
превы ш ает
40— 50 МГц, то целесообразно применить построечные сердеч­
ники из немагнитных материалов. Ч а щ е всего используют л а ­
тунь с содерж анием примесей ж е л е з а менее 0,03%, например,
м а р о к J1K-59, ЛС-63 и др. В диапазоне частот от нескольких
м егагерц до 40— 50 М Гц применяют цилиндрические сердечники
из карбонильного ж е л е з а или ферритов. В д и а п а зо н е от не­
скольких десятков килогерц до нескольких м егагерц применяют
броневые п чаш ечные сердечники из тех ж е м атериалов, а на
более низких частотах кольцевы е н тороидальны е сердечники из
ферритов или альсиф ера. В случае применения кольцевы х сер­
дечников н астройка контура на зад ан ную частоту м ож ет осу­
щ ес т в л я тьс я при помощи подстроечного конденсатора или к а ­
ким-либо другим способом.
14
Н аи б о л ее широко применяются сердечники из карбонильного
ж е л е з а м а р о к Р10, Р20 и Р100 (число обозначает граничную
частоту в М Г ц ) . Сердечники из ферритов различны х м арок и
различны х конструкций применяются в очень широком д и а п а ­
зоне частот — от нескольких килогерц до десятков и сотен м ега­
герц (рис. 4 ). П а р а м е тр ы высокочастотных магнитных м а те ­
риал о в приведены в табл. 1 и 2.
П осле в ы б о ра конструкции сердечника можно вы брать тип
намотки и м а р к у провода. Тип намотки определяется требуемой
величиной индуктивности и, в меньшей степени, типом сердеч­
ника. К атуш ки, предназначенные д л я работы в д иапазоне ч а с ­
тот до 500 к Г ц имеют многослойную обмотку. Прим еняю т р я д о ­
вую многослойную или универсальную намотки, а т а к ж е намотку
«вназад». К ату ш к и д л я частот выш е 1—2 М Г ц имеют однослой­
ную намотку. Зн ач е н и я предельных индуктивностей д л я одно-
р гр ащ
O'rV
•
\
ГГ»
ггс—.
Щ—
Ш
TE3s 22S2
*3
i
)
-
-
’
t-
( : (§ f T
Рас. 4
15
Рис. 4 (окончание)
слойной сплошной намотки и д л я намотки с ш агом приведены
соответственно в табл. 3 и 4. Окончательное решение о п р ав и л ь­
ности выбора типа намотки м ожет быть принято лиш ь после р а с ­
чета разм еров катушки. П ри большом числе витков катуш ка
может быть достаточно длинной, что не всегда удобно, кроме
того, в случае проектирования катуш ек д л я связанны х контуров
необходимо предусмотреть такую конструкцию н тип намотки,
которые позволили бы получить требуемый коэффициент связи
м еж ду катуш кам и. Если р асчетная д ли на катуш ки I более
1,2... 1,5 д и ам е тр а катуш ки D k, то применяют многослойную о б ­
мотку. Необходимо учитывать т а к ж е р азм ер ы эк р а н а . Обычно
диам етр экрана В 1,5...2,5 р а з а больш е д и а м е тр а катуш ки.
16
300
60
I «
250
S-
120
30
100
±10
1,2
5 — 45
ч
VO
6 — 15
И
5,0
Sf
f, М Гц
о О
сч о
|« 2
л s
|
I
СО
н
оLQ 'о
W
1.0 см
сч ^-1
о о
1
Ю ю1
о
о" о
I
о
т—1
о
± 0 ,0 5
±2
О
«3
=L
<] а.
ю
о
о
<9
1
о
lO сч
о! J=f
f-c
<
р-<
1-ч
Ю
-
" к =*■
8
TJ* со
о
и
со
i+i
1 А/м
ю ю
СЧ ' 1 ©
Ш
ю
ю
сю
СО со
t
1
ю ю
ю со сч
«
сч —
1,2
со
-0 ,2 ...+
ю
ip
с
±2
ш
3,9
к
--
1
на
я
5.
40
и
и
50
W
1700
о
о
1600
о
о
2 0 00
о
о
Ь£
7000'
|>- LO со
«о
ОО О ОО
LO
о О J5 С О О
' VO
■ч4СЧ _ сч —Н СЧ — ^ ^ О
о
о
^
о
сч
о
г-ч
10 ВЧ
<о
ю
5 ВЧ
Л
Я
О
20 ВЧ
. <£> о
о
О
1-^
100 Н Н
^ Ii sа
+! +i + i +1
о
о
О
сч
600 н н
8Л
* ?з
° §S
W
«3§ф
+ 1 +1+1
700 Н М
1
2000 Н И
И
ч
ХО
еЗ
Н
М арка
магнитного
м атериала
S
T
0,02
СЗ
J2* Pri О
-i
17
Таблица
Д иаметр
каркаса, мм
10
15
20
30
60
Спред , Ме Г
30
50
100
200
500
Таблица
Д иаметр
каркаса, мм
6
10
15
20
25
L пргд , МкГ
1,8
4
10
20
30
3
4
2.4. В Ы Б О Р М А Т Е Р И А Л А К А Р К А С А
Кар кас, я вл яясь основой конструкции катуш ки, в знач ител ь­
ной степени определяет ее электрические парам етры , техноло­
гичность, в конечном счете, н ее стоимость. Он д о л ж е н быть
удобным д л я намотки и крепления выводов, обеспечивать у д об ­
ное крепление, перемещение и надеж ную ф иксацию подстроен­
ного сердечника, сопряжение с экраном и т. д. М ат е р и а л к а р ­
каса д о лж ен вносить м алы е потери, о б лад ать необходимой теп­
лостойкостью, малы м коэффициентом линейного расш ирения и,
в ряде случаев, малым значением температурного коэффициента
диэлектрической проницаемости. Кроме того, м а тер и ал к а р к а с а
д олж ен допускать применение прогрессивных технологических
методов его изготовления. Н аиб олее широкое применение наш ли
следующие материалы: полистирол, фенопласты, прессматериалы АГ-2, АГ-4, пресспорошки К-211-4, К-211-34 и др. Д л я к а р к а ­
сов катуш ек с высокой стабильностью применяют раднокерам ику типа В, радиоф арф ор, у л ьтр аф а рф о р и высокочастотный
стеатнтит.
2.5. В Ы Б О Р К О Н С Т Р У К Ц И И И Р А З М Е Р О В
КАРКАСА
Р а зм е р ы к а р к а с а определяю тся электрическими п а р а м е т р а ­
ми, в частности, требумой добротностью и общими конструктив­
ными соображ ениями. В случае использования цилиндрических
сердечников наиболее ч аста применяют ка р к а с ы диам етром
4... 10 мм. Если применяют броневые сердечники или чашечные,
то р азм ер ы к а р к а с а определяю тся т и поразм ерам примеряемого
18
сердечника. Реком ендуемы е конструкции каркасов и их размеры
приведены на рис. б и в табл. 5 и 6.
Выводы обычно запрессовы ваю т в тело к а р к а с а и выполняют
в виде деф орм ированной проволоки (против проворачивания)
и ли из листового матер и ала. Если ж е ка р к а с изготавливаю т из
м а те р и а л а с низкой! температурой плавления, то выводы иг з а ­
прессовывают.
Рис. 5
К атуш ка
СБ-9
Количе­
ство
секций
Таблица
1
СБ-28
h,
D,
d,
о,
мм
мм
мм
мм
мм
7,4
5,5
0,4
4
1,4
1
2
7,0
3,25
2
1,37
1
4,8
1
2
3
4
6
16,8
1
2
2,1
1,2
15,6
7,5
4,8
3,45
3
4
4,7
1,3
9,1
4,2
7,2
0,5
2,67
6,2
2,6
1,8
16,5
7,2
18,3
11,4
0,6
4,66
10,2
4,1
21.8
14,6
0,6
5.71
56,2
27
37,2
12,4
13,2
100
48
26,0
5,66
4,00
d,
мм
2,02
18,6
8,9
20,2
СБ-34
S ,
мм2
3,0
9,8
8
3
4
2
3
/ср.
м
3,2
2
С Б-12
С Б -23-11
н ,
5
16.0
0,8
13,7
6,73
30,5
21,6
19
Количе­
ство
секций
каркаса
1
2
Б9
мм
Сердечник
h ,
D ,
d ,
йъ
о,
1 ср вит,
S ,
Н ,
Таблица
мм
мм
мм
мм
мм
103 м
мм2
3,48
2,9
7,2
3,7
3,7
4,8
0,4
1,88
1,50
1,25
1
Б11
4,0
I
Б14
3,20
2
2
6,4
7,4
0,5
2,96
3,80
12,00
0,5
3,62
2,81
9,6
10,6
0,6
4,46
13,00
5,40
37,20
21,0
11,8
13,0
0,6
5,86
4,30
1,8
1
17,20
7,20
11,30
12,5
2
3
60,00
24,8
12,8
14,2
0,6
6,12
28,10
12,20
5,30
2,30
14,0 12,6
74,20
29,8
2
3
[6,5
18,0
0,7
7,50
5,90
2,60
1
34,30
15,30
18,4
20,0
2
3
8,8
9,30
2
3
В48
7,8
5,40
17,8
10,5
5,12
8,80
3,60
1,5
1
1
11,4
7,80
2
3
Б36
2,32
13,6
9,0
БЗО
0,4
2,70
1
В20
5,8
6,00
7,0
Б22
4,9
1,90
1
Б18
9,0
4,40
5,4
б
154,50
39,2
20,6
22,4
0,8
8,8
4,0
9,70
74,00
33,6
2.6. В Ы Б О Р Н А М О Т К И , М А Р К И П Р О В О Д А
Д л я намотки катуш ек применяют провода в эм алевой изоляции
м а р о к П Э Л , П Э В , комбинированной изоляции м а р о к П Ш О ,
П Ш Д , П Э Л Ш О , П Э Ш Д , а т а к ж е л и тценд р ат Л Э Ш О И Л Э Ш Д .
Х арактеристики назван ны х проводов приведены в т а б л . 7.
20
7
Таблица
Д иам етр
провода,
мм
Сечение
провода,
мм2
0,05
0,06
' 0,07
0,08
0,09
0,10
0,11
0,12
0,13
0,14
0,15
0,16
0,17
0,18
0,19
0,20
0,21
0,23
0,25
0,27’
0,29
0,31
0,33
0,35
0,38
0,41
0,44
0,47
0,49
0,51
(0,53)
0,55
(0,57)
0,59
(0,62)
0,64
(0,67)
0,69
(0,72)
0,00196
0,00283
0,00385
0,00503
0,00636
0,00785
0,00950
0,01131
0,01327
0,01539
0,01767
0,02011
0,0227
0,0255
0,0284
0,0314
0,0346
0,0416
0,0491
0,0573
0,0661
0,0755
0,0855
0,0962
0,113
0,132
0,152
0,174
0,189
0,204
0,221
0,238
0,255
0,273
0,302
0,322
0,353
0,374
0,407
Вес
1 км,
кг
Д лина
1 Ома,
м
Сопро­
тивление
1 км, Ом
0,0175
0,0252
0,0342
0,0448
0,0567
0,0700
0,0874
0,101
0,118
0,137
0,157
0,179
0,202
0,227
0,253
0,279
0,308
0,369
0,436
0,509
0,587
0,671
0,760
0,855
1,01
1,17
1,35
1,54
1,68
1,82
1,96
2,11
2,27
2,43
2,68
2,86
3,13
3,32
3,62
0,112
0,162
0,280
0,287
0,364
0,448
0,541
0,645
0,757
0,877
1,01
1,15
1,3
1,45
1,62
1,79
1,98
2,36
2,81
3,22
3,77
4,30
4,80
5,49
6,45
7,52
8,70
9,90
10,7
11,6
12,6
13,5
14,5
15,5
17,2
18,3
20,1
21,3
23,2
8920
6180
4540
3475
2750
2230
1850
1550
1320
1140
993
873
773
866
616
557
507
423
356
307
265
233
205
182
155
133
115
101
93,1
86,0
79,4
73,7
68,8
64,3
53,1
54,5
46,9
46,9
43,1
Д оп устим ая нагрузка
А, при
2 А/мм2
3 А/мм2
0,00382
0,00566
0,00770
0,0101
0,0127
0,0157
0,0190
0,0226
0,0265
0,0308
0,0353
0,0402
0,0454
0,0510
0,0568
0,0628
0,0692
0,0832
0,0982
0,115
0,133
0,151
0,171
0,192
0,227
0,264
0,304
0,347
0,377
0,408
0,442
0,476
0,510
0,546
0,604
0,644
0,706
0,748
0,814
0,00589
0,00849
0,01160
0,0151
0,0191
0,0235
0,0285
0,0339
0,0398
0,0462
0,0530
0,0603
0,0681
0,0765
0,0852
0,0942
0,104
0,125
0,147
0,172
0,198
0,227
0,257
0,289
0,340
0,396
0,456
0,520
0,566
0,612
0,663
0,714
0,765
0,819
0,906
0,968
1,10
1,12
1,22
21
Окончание табл. 7
Диам етр
провода,
мм
0,74
0,77
0,80
(0,83)
0,86
(0,90)
0,93
0,96
1,00
(1,04)
1,08
(1,12)
1,16
(1,20)
1,25
(1,30)
1,35
(1,40)
1,45
(1,50)
1,56
(1,62)
1,68
(1,74)
1,81
(1,88)
1,95
(2,02)
2,10
2,26
2,44
2,63
2,86
3,05
3,28
3,53
3,80
4,10
4,50
Сечение
провода,
мм2
0,430
0,466
0,503
0,541
0,581
0,636
0,679
0,724
0,785
0,849
0,916
0,985
1,057
1,13
1,23
1,33
1,43
1,54
1,65
1,77
1,91
2,06
2,22
2,38
2,57
2,78
2,99
3,20
3,46
4,01
4,68
5,43
6,29
7,31
8,45
9,79
11,34
13,20 .
15,90
Вес
1 км,
кг
3,82
4,14
4,47
4,81
5,16
5,66
6,04
6,43
6,98
7,55
8,14
8,75
9,40
10,05
10,92
11,80
12,73
13,7
14,7
15,7
17,0
18,3
19,7
21,1
22,9
24,7
26,5
28,5
30,8
35,7
47,6
48,3
55,9
65,0
75,1
87,0
100,8
117,4
141,4
Д лина
1 Ома,
м
24,5
26,5
28,6
30,9
33,1
36,2
38,6
41,2
44,6
48,2
52,1
56,1
60,2
64,4
69,8
75,7
81,4
87,6
94,2
101
109
117
127
136
146
158
170
182
197
205
266
310
358
416
480
558
645
764
905
Сопро­
тивление
1 км, Ом
40,8
37,7
34,9
32,4
30,2
27,6
25,9
24,3
22,4
20,7
19,2
17,82
16,61
15,52
14,33
13,28
12,27
11,4
10,62
9,93
9,18
8,52
7,90
7,37
6,83
6,31
5,88
5,49
5,07
4,88
3,75
3,23
2,79
2,40
2,08
1,79
1,55
1,31
1,10
Д опустим ая нагрузка,
А, при
2 А /мм 2
3 А/мм2
0,860
0,932
1,006
1,08
1,16
1,27
1,36
1,45
1,57
1,69
1,83
1,97
2,17
2,26
2,46
2,66
2,86
3,08
3,30
3,54
3,82
4,12
4,44
4,76
5,14
5,56
5,98
6,40
6,92
8,02
9,36
10,86
12,58
14,62
16,90
19,58
22,68
26,40
31,80
1,29
1,40
1,51
1,62
1,74
1,91
2,04
2,17
2,35
2,54
2,75
2,96
3,48
3,39
3,69
3,99
4,29
4,62
4,92
5,31
5,76
6,18
6,66
7,14
7,71
8,34
8,97
9,60
10,38
12,03
14,04
16,35
18,87
21,93
25,35
29,37
34,02
39,70
47,70
П р и м е ч а н и е . Д иам етры проводов, указанны е в скобках, дл я ш иро­
кого применения не рекомендуются, применяются дл я экономии меди (но
расчету).
Д л я многослойных кату ш ек с универсальной намоткой при
меняют обычно провода с волокнистой изоляцией, т а к к а к в олок­
ни стая изоляция обеспечивает больш ее сцепление витков. Д и а22
метр провода катуш ки определяется требуемыми электрически­
ми п а ра м е трам и . Обычно на предварительной стадии расчетов
д иам етро м провода зад аю тся, а в последующем уточняют или
рассчи ты ваю т оптимальный диаметр.
2.7. Р А С Ч Е Т К А Т У Ш Е К И Н Д У К Т И В Н О С Т И
З а д а ч е й расчета .является определение числа витков кат у ш ­
ки, ее ра зм е р ов (длины и д и а м е тр а ), оптимального д иам етра
провода, добротности, собственной емкости, потерь, вносимых
сердечником, потерь в м атер и але к а р к аса. Если рассчитывают
ко л еб ател ьны й контур, то в за д а ч у расчета входит учет влияния
экрана, а т а к ж е внутреннего сопротивления источника сигнала
и сопротивления нагрузки на парам етры контура.
Ра с ч е т катуш ки индуктивности с цилиндрическим ф ерр о­
магнитным сердечником начинают с определения расчетной ве ­
личины индуктивности
Врасч =
-^-зад / Р д >
где L 3aa — необходим ая величина расчетной индуктивности;
Рд — д ей с тву ю щ а я м агнитная проницаемость сердечника, р а с ­
счи тан ная к а к [АЛ = р.,
где р и •— н ач аль н ая магнитная
проницаемость м ате р и а л а сердечника; kp — коэффициент ис­
пол ьзован ия магнитных свойств; k ■
— поправочный коэфф ици­
ент. Зн ач е н и я этих коэффициентов находят по граф и кам рис. 6,а
и 6,6.
А
Оз
ав
Рис. 6
Д л я определения числа витков необходимо воспользоваться
методикой, излож енной в литературе /1 —4/. По выбранным м а р ­
ке и д и а м етр у провода определяют число витков катушки, при­
ходящ ееся на 1 см длины намотки:
Лд.5=г, !Р ® ^81!
где а — коэффициент неплотности намотки, значения которого
приведены в табл. 8; d l u ~— диаметр провода в изоляции.
Таблица
Д иам етр
провода
(без и зо ля­
ции), мм
0,08— 0,11
0,1,5—0,25
0,35— 0,41
0,51— 0,93
Свыше
1,0
а,
1,3
1,25
1,2
1,1
1,05
8
Д а л е е вычисляют вспомогательный п арам етр Р 0 :
P q ~ L раСч * 103 / JVq2
,
где D — диам етр намотки, см.
Затем , пользуясь зав и си ­
мостью Р 0 = f ( l / D ) (рис. 7),
30
находят
отношение
длины
я.
намотки к д иа м етр у I f D и
toвычисляют д ли ну намотки как
6/ = ([ I D) • D; по удельному
ч
числу
витков N 0 и найденной
3
длине намотки /, определяю т
г
число витков катуш ки N = N 0 l.
ip
После этого проверяю т вели­
0.6
чину индуктивности катуш ки
Оч ■
„
q t 0,2 0,4
1,0 2 3 4 5 7 Ж
но формуле L = L 0N 2 D ' I Q 3 ,
здесь /,0 — коэффициент ф о р ­
Рис. 7
мы, значения которого опреде­
ля ю т по гр аф и ку рис. 8. Если найденная величина индуктивно­
сти незначительно отличается от расчетной, то число витков к о р­
ректирую т и снова д ел аю т проверку. Этот метод применяют
д л я катуш ек со сплошной однослойной намоткой.
Катуш ки, н а м аты в аем ы е с шагом, рассчитывают аналогично
п лиш ь в конце расчета вычисляют величину индуктивности
с учетом ш ага намотки:
L = U — 2 п N D (Л + В) • 1 0 -8 ,
где V — индуктивность катушки со сплошной намоткой;
Л н В — вспомогательные коэффициенты, значения которых
определяю т, пользуясь граф и кам и рис. 9,а и 9,6.
Д л я р асчета катуш ек с многослойной нам откой пользуются
методом последовательного приближения. В еличину индуктивно­
сти многослойной катуш ки можно рассчитать по ф орм уле L —
= 7,-. Л72Д ;р ’ Ю~3, где
— коэффициент формы, за висящ ий от
24
llgl
■ ■■
«■I
1101
IBII
Рис, 8
02
QL.
005
-2,Z
2 3 4 S6?& to 1520 30 Ш60 SON
Рис. 9
отношения радиальной глубины намотки t к среднему диам етру
намотки D cp и длины намотки / к среднему диам етру
намотки D cр .
Значения коэффициентов 1 0 д л я многослойных ка т у ш е к при­
ведены на рис. 10.
Р асчет катуш ек с броневыми сердечниками из карбонильного
ж е л е за или феррита начинают с определения числа витков:
N = n V L Mt , где Агая — индуктивность, мкГ; п — коэф ф и ­
циент витков, значения которого д л я кату ш ек с сердечником из
карбонильного ж е л е за указан о в табл. 9, а д л я кату ш ек с бро­
невыми сердечниками из ферритов в табл. 10.
Число витков катуш ки можно определить, пользуясь ф ор­
мулой:
N = V W A l ,
где A l — коэффициент индуктивности, определяем ы й к а к A l = L j N 2 и представляющ ий собой величину индуктивности к а ­
тушки, имеющей один виток. Значения коэффициента индуктив­
ности д л я сердечника из карбонильного ж е л е з а приведены в
табл. 9, а д л я сердечников из ферритов в табл. 11.
Д л я намотки катуш ек с броневыми сердечниками используют
к а р к а с ы из различных материалов. Р аспространенны е в а р и а н ­
ты конструкции каркасов приведены на рис. 5, а их разм еры
в табл. 5, 6. Р асчет р азм ещ ения нам оток на таких к а р к а с а х про­
вод ят из геометрических соображений с учетом коэффициента
неплотности.
Р асчет катуш ек с кольцевыми сердечниками начинаю т с оп­
ределения числа витков катушки по формуле
N = 1[
У
1,26 II „ S
'
где L ;,1Д— требуемая величина индуктивности, мкГ, /,=— сред­
н я я длина магнитной силовой линии, о п ред ел яем ая к а к /,с =
= 1/2 (D„ -f D m ) ‘, S = а X Ь-— сечение сердечника, с.м2; р „ =
н а ч а л ь н а я м агнитная проницаемость м а тер и ала сердечника.
2.8. Р А С Ч Е Т Д О Б Р О Т Н О С Т И
Д обротность катушки без учета влияний сердечника н
потерь, вносимых диэлектриком ка р к а с а, м ожно рассчитать,
пользуясь формулой
Q — С0а L / О ,
здесь Г/- — активное сопротивление катуш ки току высокой час­
тоты, Ом; шо —■ круговая частота, с ~ !; L — индуктивность к а ­
туш ки, Г,
26
27
Рис.
!0
d>
оз
-О
со
\D
^ СГ)
СО СО ^
3 8 ,5
из
и
ю
ад о ю со о t
N
Ю СО
03
СО со ^
СО ^
^
СО
^
ОХ
03
н
из
03
оо
ох
из
О
хО
ID
со
со
О) О
N с(^о ^rf -н NО
"t СОn W ^
Ю ОХ ° 0 ^
0 0 00
~t ib IDС-С<
£>^
СО
с о <35 т*> ОС 00
•Ф 1Л Ю CD CD N
СО СО
(ч
Ю Ю д а “t
г• f <Л Л ] <М
N
CD
т"
03
о*
Л
ID
c^ o
3 5 ,7
со
ох
^ wnco
Ю СО чС) ^
J-4* 0 5
С
00 и
СО О ®
®
из
N
С
З NС)(М
с| «00
из
0 0 СО СО СО
N
. N 00 «О
ГМ о х — *-«
I!
из
и
О
CD
СО
ох
из
и
4*
lO
5 ,8
03
tО*
I
to
со
ю
CD
О
со
из
и
1
ID
СО
=С
со
ез
ох
ох
00
ю
EQ
О
1
со
tC
3
оГ
Сз
со
СО
ох
д
1
00
<35
из
и
ох
CJ
Оз
из
О
х>
iоо оо »л con1
СО I - CO СГз о <N
ох
4 ,8 —
со
ох
aCoNN'tO
o olOx C
c
1 3 4 , 3 — 21
VD
СО Г 03 со
О
OI —<ОХ
ocow ^coo
OOM^^
C3^ OXcC II II
i I
из
U3
ю ,с; сч ‘Я
о^ю г^
COlO^OO
о х *-<
■*?
оз
LQ ■
*
3 * СО О]
И
я
50
о
ч
йГ
и
28
*4
OXoO^XDKOO
c c c o dr^
СЧ СО ‘•Ф ю со
СО £
с с о с с
Д л я катуш ек, р а б о т а ю ­
щ их на ч асто тах не вы ш е
10 М Гц, сопротивление г;
вы числяю тся
по ф орм уле
г; = r0[F (z) + (kN d/2D ) Ю (г) J,
где d — д и ам етр провода
без
изоляции,
см; N —
число витков катуш ки; k —
вспом огательны й
ко эф ф и ­
циент,
определяем ы й
по
гр аф и кам рис. 11; F (г) и
G (z) — коэф ф ициенты , учи­
ты ваю щ ие влияние поверх­
ностного эф ф ек та н эф ф екта
близости. И х значения опре­
дел яю тся при помощ и вспо­
м огательного
п ар ам етр а
z = 0,106 d У f, где d — д и а ­
метр провода, см; /' — ч ас­
тота, Гц (приведено в табл.
30
Рис. 11
12).
Т а С>л и ц и
:г
Р (г)
0,1
0,2
0,3
0,4
0,6
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
1,2
1,3
1,4
1,5
1,0
1,7
1,8
1,000
1,000
1,000
1,000
1,000
1,001
1,001
1,002
1,003
1,005
1,011
1,015
1,020
1,026
1,033
1,042
1,052
1,064
1,078
1,094
1.9
2,0
2,1
СПг)
)
1
*4
1
}
64
0,00097
0,00202
0,00373
0,00632
0,01006
0,01519
0,0306
0,0413
0,0541
0,0691
0,0863
0,1055
0,1265
0,1489
0,1724
0,1927
Z
3,8
3,9
4,0
4,1
4,2
4,3
4,4
4,5
4,0
4,7
4,8
9,9
5,0
5,2
5,4
5,6
5,8
6.0
6,2
0,4
F (z)
1,603
1,640
1,678
1,715
1,752
1,789
1,826
1,863
1,899
1,935
1,971
2,007
2,043
2,11-1
2,184
2,254
2,324
2,891
2,463
2,533
12
О (г)
0,5503
0,5673
0,5842
0,6010
0,6179
0,6348
0,6517
0,6687
0,6858
0,7030
0,7208
0,7376
0,7550
0,7902
0,8255
0,8609
0,8962
0,9316
0,9671
1,С03
29
Окончание табл. 12
Z
2,2
2,3
2,4
2,5
■ 2.6
2,7
2,8
2,9
3,0
3,1
3,2
3,3
3,4
3,5
3,6
3,7
9,8
10,0
11,0
12,0
13,0
14,0
15,0
16,0
17,0
18,0
19,0
20,0
21,0
F (z)
1,111
1,131
1,152
1,175
1,201
1,228
1,256
1,286
1,318
1,351
1,385
1.420
1,456
1,492
1,529
1,566
3,728
3,799
4,151
4,504
4,856
5,209
5,562
5,915
6,268
6,621
6,974
7,328
7,681
G (z)
0,2214
0,2462
0,2708
0,2949
0,3184
0,3418
0,3632
0,3844
0,4049
0,424-7
0,4439
0,4626
0,4807
0,4987
0,5160
0,5333
1,605
1,641
1,818
1,995
2,171
2,348
2,525
2,702
2,879
3,056
3,232
3,409
3,586
Z
6,6
6,8
7,0
7,2
7,4
7,6
7,8
8,0
8,2
8,4
8,6
8,8
9,0
9,2
9,4
9,6
22,0
23,0
24,0
.25,0
30,0
40,0
58,0
60,0
70,0
80,0
90,0
100,0
100,0
Сопротивление катуш ек, работаю щ их
10 М Гц, определяю т по ф орм уле
F (z )
G (z)
2,603
2,673
2,743
2,813
2,884
2,954
3,024
3,094
3,165
3,235
3,306
3,376
3,446
3,517
3,587
3,658
8,034
8,388
8,741
9,094
10,86
14,40
17,93
21,46
25,00
28,54
32,07
35,61
1,038
1,073
1,109
1,144
1,180
1,216
1,251
1,287
1,322
1,357
1,393
1,428
1,464
1,499
1,534
1,570
3,763
3,936
4,117
4,317
5,177
6,946
8,173
10,48
12,25
14,02
15,78
17,75
н а частотах выш е
= Р’5 2 5 D n Y T ~ ]0 .„s
'
d
’
здесь D и d в см, / в М Г ц .
Точный расчет добротности кату ш ек с броневы ми и кольце­
выми сердечникам и не р азр аб о тан , поэтому добротность таких
кату ш ек м ож ет быть определена либо при помощ и эксперим ен­
тальн ы х данны х /1 ,3 ,4 /, либо с учетом потерь, вносимых сер­
дечником.
Г,
30
С опротивление потерь, вносимых сердечником, определяю т
по ф орм уле
г с = 2 n f L c ( 6 cr Н +
6
Св f + бл) ;
г д е / / — нап ряж ен н ость м агнитного поля; 6 СТ, б 1В , 6 ,г — коэф ­
ф ициенты потерь на гистерезис, вихревы е токи и последействие.
Зн ач ен и я этих коэф ф ициентов приведены в табл . 1 , однако здесь
н в д руги х источниках коэфф ициенты потерь указан ы д л я коль­
цевы х сердечников, поэтому, в случае применения сердечников
других типов, нх значения необходимо пересчитать с учетом
коэф ф ициента использования магнитны х свойств (см. рис. 6 ):
6
СГ=
6
Д
2
;
б СВ" б В^'Х J
б СП == б п Ь р .
-
Д о бр о тн о сть катуш ки с учетом потерь в проводе обмотки н
потерь, вносимы х сердечником, м ож ет быть определена по
ф орм уле
Q =
где
Г, + Г с ,
/_д = ц д /. расч .
2.9. Р А С Ч Е Т О П Т И М А Л Ь Н О Г О Д И А М Е Т Р А П Р О В О Д А
О птим альны й ди ам етр провода катуш ки рассчиты ваю т при
помощ и вспом огательного коэфф ициента
где k — коэф ф ициент, определяем ы й по граф и кам рис. 1 1 ,
z ' = 0 ,1 0 6 У /, /, Гц. Д а л ее , пользуясь граф иком (рис. 12), н а ­
ход ят значение z opt и по нему вы числяю т оптим альны й диам етр
провода d 0 t= z 0VJz' . Если значения коэф ф ициента ¥ > 2000,
то
2
opt вы числяю т по ф орм уле z opt = j ~ - > если ж е ¥ <
0
,3 ,,
то г opt = 1 / ^ 1 + 0 , 7 1 .
2.10. Р А С Ч Е Т С О Б С Т В Е Н Н О Й Е М К О С Т И К А Т У Ш К И
С обственную ем кость однослойной катуш ки можно рассчи­
тать, п ользуясь ф орм улой
г _ ________л Ь ________
0
8 , 3 lg
(d
+ / * * - 1 )
’
31
С обственную ем кость многослойных катуш ек приближ енно
можно определить по ф орм уле
С0
я £ > ср (8,45 е + 8,25) • 10 2 ,
здесь D cp — средний д иам етр намотки, см; е — диэлектрическая
проницаем ость изоляции провода. Д л я проводов в эм алевой изо­
ляции 8 = 4 ... 6 , д л я проводов с в о л о к н и с т о й изоляцией
е = 2 ... 3 .
2.11. У Ч Е Т В Л И Я Н И Я Э К Р А Н А
П ри помещ ении катуш ки в эк р ан ее индуктивность и д о ­
бротность ум еньш аю тся. И ндуктивность экранированной катуш ­
ки со ставл яет
! „ = ! (
1
- к
2) ,
'
где L — индуктивность неэкранярованной катуш ки; k — коэф ­
ф ициент связи м еж ду экраном и катуш кой. Д л я однослойных и
тонких многослойны х кату ш ек k2 = ц (D jD 3) 2, здесь ц — коэф ­
ф ициент, зави сящ и й от отнош ения длины катуш ки к ее днаметРУ и = )' ( //О ) ; D и D 3 диам етры эк р ан а и катуш ки. Значени я
коэф ф ициента -ц приведены на рис. 14. Д л я многослойных к ату ­
шек величина коэф ф ициента связи определяется но формуле
/,2
..
Ф Ч Р а):'
LaLos,^1 2 ( D^ j J
здесь D ' — приведенны й диам етр катуш ки; L 0 и 1оэ — вспом ога­
тельны е коэф ф ициенты , определяем ы е по граф и кам (см. рис. 8
и 10) .
0,8
0,6
Рис. 14
3,3
С обственную емкость многослойных катуш ек приближ енно
м ож но определить по ф орм уле
С0 ~ я ! > ср (8,45 е + 8,25) • 10~2 ,
здесь D cр — средний д иам етр намотки, см; г — диэлектрическая
проницаем ость изоляции провода. Д л я проводов в эм алевой изо­
ляции 8 = 4 ... 6 , д л я проводов с волокнистой изоляцией
8 2 ...3 .
2.11. У Ч Е Т В Л И Я Н И Я Э К Р А Н А
П ри помещ ении катуш ки в экран ее индуктивность и д о ­
бротность ум еньш аю тся. И ндуктивность экранированной катуш ­
ки со ставл яет
1 . ш = 1 ( 1 - к 2) ,
1
где L — индуктивность неэкранированной катуш ки; к — коэф ­
ф ициент связи м еж ду экраном и катуш кой. Д л я однослойных и
тонких многослойны х катуш ек к2 — ц (D /D 3) 2, здесь ц — коэф ­
ф ициент, зависящ ий от отнош ения длины катуш ки к ее д и ам ет­
ру т| — /' ( ///) ) ; D и D a диам етры эк р ан а и катуш ки. Значения
коэф ф ициента ц приведены на рис. 14. Д л я многослойных к ату ­
ш ек величина коэф ф ициента снязи определяется но ф ормуле
кл __
Ф Ч РъУ
здесь D ' —'П риведенный диам етр катуш ки; Ь0 и 1 0з — вспом ога­
тельны е коэфф ициенты , определяем ы е по граф и кам (см. рис. 8
н 10) .
08
0,6
Рис. 14
33
А ктивное сопротивление, вносимое экраном в катуш ку, опре:
д ел яется по ф орм уле
Агэ = 2
■
Лэ
'
где k — коэфф ициент связи м еж ду экраном и катуш кой; п —
число витков катуш ки; D — диам етр катуш ки, см; / г , — высота
эк р ан а, см; f — частота, М Гц; р — удельное электрическое со­
противление м атер и ала эк р ан а.
Д обротность экранированной катуш ки вы чи сляется по ф ор­
муле
П- —сор L эк
ЦМк - - п + Ге+ Лг~2.12. Р А С Ч Е Т Д О Б Р О Т Н О С Т И К О Н Т У Р А
Д обротность контура зависи т не только от его парам етров,
но т а к ж е и от парам етров внеш ней цепи — внутреннего сопро­
тивления источника и сопротивления нагрузки. Т ак к а к сопро­
тивления источника и нагрузки в больш инстве случаев вкл ю ­
чены парал л ельн о контуру, добротность о п ред еляется с учетом
сопротивления, вклю ченного последовательно в контур, то в л и я ­
ние первы х необходимо пересчитать в п оследовательную цепь,
используя известны е соотнош ения:
г
ПОСЛ
=_£1D.
»
ист
г
= -Р 1
' ПОСЛ
Р
?
иагр
где г 11СТ и г пагр— пересчитанны е сопротивления, Ом; р — в о л ­
новое сопротивление контура р = \/Г L / С, Ом; Ri и Р н ■
— сопро­
тивления источника и нагрузки соответственно. В кон турах р а з ­
личны х видов источник или н агр у зк а, а иногда и то и другое,
подклю чаю тся к части контура. В этом случае необходимо учесть
коэфф ициенты вклю чения р х и р2, тогд а ф орм улы пересчета п ри­
ним аю т вид
г
—
1 п оел нет “
г) 2 _ 1 )2
Hi
р.
»
Г
П
' посл н агр — Н 2
~p,t *
2
f ’i
Д обротность контура определяю т по ф орм уле
Q
____________ 0>р L эк______ _
О Н ~ гс ~ Ь Л г э +
^ нет +
Г гагр
где L 3S— индуктивность экранированн ой катуш ки; /у, г с , Л г э,
f net, r на-p — соответственно вносимы е сопротивления катуш ки
току высокой частоты экраном , источником и нагрузкой.
34
3. Расчет индуктивности,
взаимоиндунтивности
и добротности печатных схем
С разви ти ем РЭ А 3-го поколения стал а ш ироко использо­
в аться п еч атн ая кату ш ка индуктивности, которая п редставляет
собой плоскую многовитковую спираль, располож енную на пе­
чатной плате. С пи раль м ож ет быть различной формы: круглой,
овальной, квад р атн о й , неправильной — определяем ой удобством
ее р асп о л о ж ен и я на печатной плате. Ш ирина печатного провод­
ника в основном определяется технологическими соображ ен и я­
ми и обычно со ставл яет 0 ,3... 1 мм. Б олее узкие проводники ис­
пользую тся в многовптковы х катуш ках, а более ш ирокие — в
м аловнтковы х. Т олщ ина проводника ф ольгированного д и эл ект­
ри ка л еж и т в пр ед ел ах 30...500 мкм.
Н аи б о л ь ш ая индуктивность, которую м ож ет иметь печатная
к ату ш ка допустим ы х разм еров (диам етром 4— 5 см ), составляет
7— 10 мкГ, а при использовании очень узких проводников дости­
гает 5 0 м к Г , поэтому д л я практического применения печатных
кату ш ек индуктивности больш ое значение приобретаю т методы
увеличения индуктивности катуш ек, не связанны е с увеличением
зани м аем ой ими площ ади. Н а рис. 15 приведены некоторые
способы увеличения индуктивности плоских печатных катуш ек.
Н аиболее просты м я вл яется изготовление катуш ки из двух оди­
наковы х спиралей, располож ен ны х соосно на обеих сторонах
платы . При последовательном согласном вклю чении двух спи­
ралей
о б щ ая
индуктивность
будет
L o6 = 2 L ( l - f / e rn) ,
где L — индуктивность одной спирали;
k „B— коэф ф ициент связи, который б л аго д ар я м алой толщ ине
печатной платы можно считать равны м единице, при
этом Ь ач ~ 4 L ,
35
5
С ущ ественны ми недостаткам и такой катуш ки явл яю тся з н а ­
чительны е д иэлектрические потери, ни зкая добротность и, кроме
того, технологическая трудность вы полнения катуш ки. У величе­
ние индуктивности достигается последовательны м соединением
р я д а таки х пар катуш ек, р ап о л агаем ы х на обш ей п л ате или на
36
отдельной навесной плате, а т а к ж е использованием дисков и
сердечников (регулировочны х винтов) из вы сокочастотны х м а г­
нитны х м атери алов. П ри этом диск расп о л агается на обратной
стороне печатной платы , он вы полняет одновременно роль м аг­
нитного эк р а н а . Д ругой разновидностью этого ж е способа я в л я ­
ется нанесение токопроводящ ей спирали непосредственно на
фсрритовую подлож ку, предварит ельно покрытую изоляционны м
лако м . П ри располож ении магнитного диска с одной стороны
печатной катуш ки, независим о от его магнитной проницаемости,
индуктивность увеличивается м аксим ально в д ва р аза. П ри р а с ­
полож ении м агнитны х дисков с обеих сторон печатной катуш ки
индуктивность увеличивается в р ' раз: р ' =
, где pi и не­
м агнитны е проницаем ости м атер и ала дисков при |n = p 2 = si;
и /= !, 1 . Точность изготовления таки х печатных катуш ек не п ре­
вы ш ает 2 %.
И н д у кти вн ая связь м еж ду печатными катуш кам и м ож ет быть
т а к ж е увеличен а располож ением витков одной катуш ки меж ду
виткам и другой. П ри одинаковы х катуш ках коэфф ициент связи
п ри б л и ж ается к единице. М ожно уменьш ить р, поместив катуш ­
ку связи на пл ате внутри основной катуш ки или уменьш ив число
ее витков. Э кран и рован и е печатны х катуш ек индуктивности про­
изводится незам кнуты м и м еталлическим и поверхностями, распо­
л агаем ы м и около наруж ны х витков н соединяемы ми с «землей»
схемы. Д л я устран ения влияния емкости на землю наруж ны е
витки т а к ж е долж ны соединяться с землей.
Р асч ет печатны х катуш ек в основном сводится к определению
их индуктивности и числа витков. Д обротность печатны х к ату ­
ш ек не рассчи ты вается и зависит от свойств печатного провод­
ника, диэлектрических свойств печатной платы и разм еров к а ­
туш ки. О тносительно вы сокая добротность катуш ки обеспечи­
в ается вы держ ивани ем разм еров печатны х проводников в реко­
мендуем ы х пределах. Внутренний диам етр катуш ки долж ен
бы ть не менее 1см ; отнош ение D cv/i= 1,5; печатная плата, па
которую наносится индуктивность, долж на быть выполнена из
д и эл ектр и к а с ни зки м и 'п о тер ям и . Д обротность печатных к ату ­
ш ек па частотах 10...30 М Гц достигает 100— 130.
Р асчет индуктивности печатных проводников ч катуш ек (к
мнкоогсири) производится но следую щ им ф орм улам .
Индуктивность отрезка проводника сечением S, дли но й Г,
(при низких частотах)
I = 0,02 / , i ’l g ~ ^ — 0 ,7 5 ) .
•37
а при очень высоких ч астотах н ад ает и з-за ски н-эф ф екта до
L = 0,002/„ ( l g
.
Индуктивность печатных п р о вод ников толщиной а, ш ириной b
рассчи ты вается по ф орм уле.
L = 2 In f;2,3 l g - Ц ‘-7 + 0,2235
\
(I ~ Г 0
^ ± L + 0,5 ) 10 ~2 .
In
I
Индуктивность д в у х п а р а л л е л ь н ы х печатных проводников
одинакового сечения с ш ириной за зо р а меж ду ним и Ъ и
с противополож ным на п р а влен и ем токов в н и х определяется как
L = 4 1п f'2,3 l g - ^ - ± 4 - — Ь = 1 . + 0,2235 _ £ + * _ + 1,5') -10~2 .
V'
<1
+
0
In
/
1„
Если разм еры сечений различны , то индуктивность пары про­
водов определяется следую щ им образом : L = Ly + L 2 — 2 М ,
где М — в заи м н ая индуктивность проводников, оп ред ел яем ая
при 1п > 1 0 (b + Ьъ) вы раж ением
I
М = 2 In (2,3 l g —
.
b3 +
97
21:1
61,62
2
-Г
.
,
Оз +
1
9
|
h
Г
о
\
\
1
>
In
2
’
/
Индуктивность печатного ко льц а ш ириной b и внутренним
диаметром D k рассчиты вается по ф орм уле
+ ^
- 0 ,5 j
1 0
=,
если D/. > Л, ф орм ула упрощ ается:
L
—
2 n D ,, ( 2 , 3 1 g l 0 ~ ^ ------0,5) 10 2 .
Индуктивность пр ям о уго льно го витка о пределяется к а к
L = {9,2 [ (А + В) lg - § ^ - _ A lg (А + С) -
В lg (В + С) j +
+ 0,447 (а + Ь) ]} 10- 3 .
+ 4 [2 С —
где А и В — длины сторон прям оугольника, а С — его
ди аго н ал ь.
Д ля
петель п р а в и л ь н о й к р у гл о й формы индуктивность
(в м икрогенри) находится по ф орм уле
L ~ 2 /„ ( 2 , 3 0 3
где /,г — дли н а осевой
б ерется из таб л . 13).
38
линии
петли
—
0 ) Ю -8 ,
(значение
коэф ф ициента
Таблица
К оэф ф и­
циент
(-)
Круг
2,451
13
Разносто Равнобед­
П рави л ь­ П равиль П равиль­
ренный
ронний
• ный
ный
ный
К вад рат
пяти­
тре­
восьми­ ш ести­
п яти­
угольник угольник
угольник угольник угольник
2,561
2,036
2,712
2,853
3,197
3,332
Индуктивность к р у гл о й п ло с к о й печатной спиральной катуш­
ки о п р ед ел яется по ф орм уле
L =
24,6 п2 D ср
10
1 + 2 ,7 5 ~
2,
^ср
где D cp — средний диам етр катуш ки, rk — ее радиус, я —числа
витков.
И ндуктивность плоской круговой спиральной катуш ки может
бы ть т а к ж е определен а по ф орм уле
L ,
0,004 » * « ( ( *
+ - i f f ) '( * £
+ 3 ,583),
здесь количество витков — п; средний ради ус а = l / 2 ( R l + R i ) .
Д л я сл у чая, когда спираль доходит до центра R i = 0 , ф ормула
упрощ ается: L = 0,0138 ап2 = 0,00345 D p i2, где D , = 2 R { — д и а ­
м етр катуш ки.
П . Э йслер п редлож ил простую форму, позволяю щ ую при р а с­
чете индуктивности кату ш ек получать результаты , отклоняю щ ие­
ся на несколько процентов от данны х, полученных по основной
ф орм уле
I
0,394 а2п2
8 а + 11 с
Индуктивность катушки п р я м о уго ль н о й формы со спиральной
намоткой с точностью около ± 5 % м ож ет быть определена но
+ 4 я 2 (2 с-
2 АВ
- A lg ( А + С ) — В lg (B + C ) J +
пЬя
А + В
+ 447 я 6 3) — 4 п (А + В) (к + с) } 1 0~2 , где
ф орм уле L = {9,2я 2 (А + Б ) lg
Ь — ш ирина печатного проводника, мм; Ьъ — ш ирина зазо р а
м еж ду к р ая м и печатны х проводников. Значение коэфф ициента к
при b I Ьъ = 1 равно 0,577; значения поправочного коэф ф ициента
к д л я р азличного числа витков п приведены в табл . 14,
39
Таблица
я
k
1
2
3
4
5
6
7
8
0,000
0,114
0,166
0,197
0,218
0,233
0,244
0,253
п
9
10
15
20
25
30
35
40
k
0,260
0,266
0,286
0,297
0,304
0,308
0,312
0,315
я
45
50
60
70
80
90
100
14
k
0,317
0,319
0,322
0,324
0,326
0,327
0,328
В. А. В олгов приводит д л я р асчета индуктивности плоской пе­
чатной катуш ки, витки которой располож ены по сторонам к в а д ­
р ат а, эм пирическую ф орм улу
L = 5 5 ,5 а | /
« B i g - i i - ю -s,
где а — дли на средней стороны к в ад р ата; t — р а д и а л ь н а я ш и­
рина нам отки. Очевидно, что D cp = 0 , 5 (D н + JDвя); / = 0 ,5 (D H—
— D m ) или t = 0,5 ( A n — Л в и) (все разм еры в ф орм уле в сан ­
т и м е тр а х ). И ндуктивность катуш ки прям оугольной ф орм ы при­
мерно на 1 2 % выш е, чем у круглой спиральной катуш ки.
С вязь индуктивностей х ар актер и зу ется коэфф ициентом , п о к а­
зы ваю щ им отнош ение м аксим ально возм ож ной связи к реально
получаем ой, и определяется формулой
йсв = м / к ш ; .
Расчет взаимоиндуктивности д в у х печатных проводников,
располож енны х на одной п р ям ой с м алы м расст оянием между
и х совпадаю щ им и концам и производится по ф орм уле
М = 0,02303 lnl l g (
Е сли концы проводников, располож енны х н а одной прям ой, р а з ­
несены н а значительное расстояние, их взаим оиндуктивность
рассчи ты вается по ф орм уле
М = 0,02303 [ (Ini +
+ Ьъ) lg (/« + hii + Ьг) + 6 3 lg
— ( / « 1 + Ьг) lg (//II + b3) — (Ira + *з) № (^ш + bz) \
—
Взаимоиндукт ивност ь п а р а л л е л ь н ы х п р о вод ников р а зл и ч н о й
дли н ы , располож енны х симметрично относительно об щ ей оси,
40
оп ред еляется по ф орм уле
М = 0,02 '4,606 U lg — ■- -
+- — f
+ 2,303 (lnl + ln2) ig b L + ^ ± y j k i + ^ ) 2_ + h 2^
-l,a
+
V
( Ini ~
+Y
0 , A - l n 2) 2 +
/„2) 2 + *82- К (/«I +
Ь з2
Ini) 2 + b f .
Взаимоиндукт ивност ь (в м икрогенри) д в у х к о ль ц евы х витков,
располож енны х с д в у х сторон печатной платы определяется по
ф орм уле
ю-*,
М =
где £>! и £ > 2 — средние диам етры колец.
П р и располож ении катушек на одной стороне платы одна
внутри д р у го й их взаи м н ая индуктивность определяется по
ф орм уле
__ 9,87 D i iii п2
,
д ,аАг2 / _3_
1 0
1
'(£ > г Ч a2 ) 2 I 8
2 TV
К D I* - | где
и D 2 — средние диам етры катуш ек. Точность расчета по
этой ф орм уле не вы ш е ± 2 0 %.
Взаимоиндукт ивност ь катушек одинакового разм ера, распо­
лож енны х с р а зн ы х сторон платы, приближ енно оценивается по
ф орм уле
М =
ю 3,
S — площ адь спиралей.
Добротность печатных индуктивностей, к а к это уж е у к а зы в а ­
лось вы ш е, обы чно не рассчиты вается. П ри необходимости д об ­
ротность Q = со L / г оппеделяется на резонансной частоте акти в­
ным сопротивлением катуш ки (в О м ах) R i = Rn + R „ т + R o + R n^
где R n — сопротивление проводника постоянному току; R вт—
сопротивление вихревы м токам ; R d — сопротивление, вы зы ­
ваем ое потерям и в диэлектрике платы и R a3 — потери на и з­
лучение. С опротивление диэлектрических потерь определяется
по при ближ енной ф орм уле
Rd
» 0 ,2 5 / 3 C l L 2 6 а К Н 2 ,
где / — ч асто та резон ан са, М Гц; C L — собственная емкость к а ­
туш ки мкФ ; L — индуктивность, мкГ; tg бд — тангенс угла
диэлектрических потерь.
Д о бр о тн о сть в основном зависи т от диэлектрических п о к аза­
телей м атер и ал а платы , потери н а излучение проявляю тся на
весьм а вы соких ч астотах и ими обычно пренебрегаю т. Д оброт­
ность спиральны х катуш ек, в зависимости от толщ ины t слоя
медной ф ольги, вы полненны х на гетннаксовы х основаниях с оди­
наковы м ш агом спирали, приведена в табл . 15.
41
Таблица
t, мкм
Значения 0 при
;------------------___________ 5 М Гц
I 25 М Гц
10
40
80
20
58
105
30
70
120
40
80
130
50
82
133
60
83
134
IS
4 . Индуктивности гибридных
интегральных схем
С ущ ествую щ ая технология интегральны х схем пока еще
не п о зволяет вы полнить катуш ки индуктивности единым техно­
логическим приемом. Н аиб олее приемлемой конструкцией, со­
вместим ой с пленочны ми элем ентам и интегральной микросбор­
ки, я в л я е т с я п л о ская пленочная катуш ка. П о форме катуш ка
индуктивности в пленочном исполнении им еет вид круглой или
прям оугольной спирали (рис. 16), прямолинейного проводника,
проводника в ф орм е м еан д р а (рис. 17).
Д л я изготовления пленочных индуктивностей применяю тся
следую щ ие технологические приемы: термовакуум ное о саж д е­
ние, электрохим ические процессы, ф отолитограф ия. Все эти
методы им ею т определенны е преим ущ ества и недостатки. Так
наприм ер, при изготовлении кату ш ек индуктивности термоваку-
Рис. Ш
J3
'"ЯК
«О
25
Рис. 17
умным осаж дением получаю тся катуш ки с м алой добротностью ,
которы е в основном использую тся в м икросборках в качестве
дросселей. Д л я колебательны х контуров катуш ки индуктивности
изго тавл и ваю тся методом электролитического осаж д ен и я (тол­
щ иной до 30...40 м к м ). М атер и ал катуш ки д олж ен им еть вы со­
кую проводимость, прочное сцепление с подлож кой, т ем п ер а ­
турны й коэфф ициент линейного расш ирения (Т К Л Р ), соизм ери­
мый с Т К Л Р подлож ки, д о лж ен быть устойчив против коррозии.
И сходя из этого, наибольш ее распространение получили такие
м атери алы , к а к медь, алю миний, золото.
Д л я улучш ения адгезии катуш ки наносится специальны й
подслой из м еталлов, имею щ их хорош ее сцепление с подлож кой
(хром, м арганец, в ан ад и й ). М едны е пленки д л я п ред отвращ е­
ния окисления покры ваю т защ итны м слоем н и келя пли золота.
П ерспективны м м атери алом д ля проводников и катуш ек я в л я ет ­
ся бронза БрН М Ц Т -5-2-0,1. П ри длительном ф ункционировании
ни ж н яя часть пленки о б о гащ ается м арганцем , что улучш ает
адгезию , а верхняя — никелем , которы й за щ и щ ае т пром еж уточ­
ный ,обедненны й прим есям и слой меди от окисления.
В еличина индуктивности спиральной катуш ки
L = А ан 5 / 3 In
1
( 8
а/с) ,
д е п — число витков; а — — Ч 5 — i— средний радиус; с = —- 2—
р а д и а л ь н а я ш ирина катуш ки; А — коэфф ициент, равны й 0,0215
д л я круглой спирали н 0,0241 д л я квад р атн ой спирали.
Д л я квад р атн о й спирали в соответствии с рис. 16 величина
„ _
+ Ai . л
а 2— Ai
а
_
, с %
•
44
45
Д л я р асчета катуш ек индуктивности менее 150 мГ исполь­
зуется вы раж ени е
_
L
40 а 2 и2
8 а + 11 с
'
значения а и с приведены в м иллим етрах.
С обственная резонан сн ая частота плоской катуш ки опреде­
л я е тс я с достаточной точностью:
с
г _
4 /
1_
е |1
^
’
где с = 3 - 1 0 8 — скорость света, м/с; р — м агнитная проницае­
мость; I — дли н а проводника катуш ки.
С целью облегчения конструктивного расчета катуш ек по­
строены ном ограм м ы рис. 19. И сходны ми данны м и д л я р а с ­
чета кату ш ек являю тся индуктивность L, добротность Q и р аб о ­
ч ая частота f, при этом расчет производим в следую щ ей
последовательности:
вы бираем ш ирину за зо р а м еж ду проводникам и а ( а тт =
= ОД мм) ; ;
по рабочей частоте определяем удельное сопротивление
(см. рис. 18);
вы числяем расчетны е значения индуктивности и добротности:
L p = 1 ,1 4 1 ;
Q p — 0 ,8 5 Q ;
QP 8 ,- .
вы числяем удельную индуктивность ц = — л ~ ’
о ткл ад ы ваем вы численны е значения ц и L p на ш к ал ах
т] и L ном ограм м ы (см. рис. 19). И з отлож енны х точек п ро­
водим прям ы е линии, п ар ал л ельн ы е оси абсцисс. З атем , у ст а­
новив линейку п ар ал л ельн о оси ординат, двигаем ее вдоль по
проведенны м прям ы м до тех пор, пока она не о каж ется н а пере­
сечении обеих линий с линиями г) и L p с одинаковы м числом а.
П ри совпадении точек пересечения с одноименными линиями
пересечения линейки с осью определим число витков спирали.
Если такое совпадение отсутствует, то изготовить катуш ку с з а ­
дан ны м и значениям и L и Q невозм ож но.
Д а л е е вычислим ш ирину о казавш егося на пересечении про­
водника по значению а: Ь = а а \
за т е м — наруж ны й
D2 и
внутренний
D { диам етры
катуш ки:
D 2 = 0 , 2 ( 1 + 1 0 b) ti; D i ^ O A D z .
К атуш ки с индуктивностью в десятки наногенри вы полняю тся
в виде м еан д р а или в виде о тр езка прямолинейного провод­
ника.
•46
Д обротн ость такой катуш ки индуктивности Q — 2 n f ц [ pf
где f — р а б о ч а я ч астота; г ] = й / & ф — у д ел ьн ая индуктивность;
кф— коэф ф ициент форм ы проводника спирали; pf — удельное
сопротивление проводника с учетом скин-эф ф екта, значение pf
берется из гр а ф и к а рис. 18.
ййО-t
as
Рис. 19
47
И ндуктивность прямолинейного проводника
L = 0,2 / (In 2 k ф + 0,2235/й ф + 0,5) ,
где I — дли на проводника, мм; йф= / / й — коэф ф ициент формы
проводника; L — индуктивность, нГ.
Д обротность катуш ки, вы полненной в виде отрезка прям о­
линейного проводника, Q = - ^ г ~ =
я / L / p йф .
2
И ндуктивность катуш ки, имею щ ей конф игурацию
(см. рис. 17), м ож ет бы ть определена по ф орм уле
меандра
L — В [4 п In (1 + а / Ь) — ф], п = D / (а + Ь) ,
где п — число звеньев катуш ки; L — индуктивность катуш ки,
нГн; а, b — ш ирина за зо р а и проводника, мм; ф — поправоч­
ный член, значения которого приведены в табл . 16.
Таблица
п
2
3
4
5
6
ф
2,76
3,92
6,22
7,6
9,7
7
10,92
8
13,38
9
14,92
16
10
11
16,86
18,46
5 . Полосовые фильтры (ПФ)
на поверхностных анустичесних волнах
Ш ироком у использованию дискретны х катуш ек индуктивно­
сти в кон турах полосовых ф ильтров препятствует их ни зкая ст а­
бильность, м а л а я добротность и слож ность в конструктивном
сопряж ении с интегральны м и схемами. В связи с этим больш ое
р азви ти е получили фильтры , основанны е на поверхностных а к у ­
стических в о л н ах (Г1АВ), являю щ и еся важ н ы м радиоэлем ентом
нового н ап р авл ен и я в функциональной м икроэлектронике —
акустоэлектронике. Ф ункциональны е элем енты и устройства на
поверхностны х акусто-электрических волнах позволяю т в неко­
торой степени эти недостатки устранить. В ы сокая воспроизво­
дим ость и повторяем ость зад ан н ы х характеристик, стабильность
пар ам етр о в , м алы е разм ер ы — вот основные преимущ ества ф ильт­
ров на П А В . П рим енение ф ильтров на ПА В в телевизионных
прием никах п о зволяет исклю чить больш ое число настроечных
операций, ум еньш ить ручной труд и повы сить производитель­
ность т р у д а при многих операциях сборки и настройки. Ф изи­
ческая сущ ность поверхностны х волн рассм отрена в работе /5/.
Они исп ользую тся д л я создан ия к а к фильтров, т а к и линий
зад ер ж ки .
Ш ироком у распространению ф ильтров на ПАВ способство­
вали возм ож н ость их работы в д и ап азон е 10 М г ц ... 1 ГГц,
д и ап азо н относительной полосы пропускания которых находится
в пр ед ел ах от 0 , 0 1 до 100% , низкие потери 1 ...2 д Б . Д л я того,
чтобы исп ользовать поверхностны е волны д л я создания ф ильт­
ров, необходим о с помощ ью электрических сигналов в преоб ра­
зо в а т е л е возбуди ть поверхностны е волны, которые в выходном
п рео б р азо в ател е вновь превратить в электрические сигналы.
Э нергия ПАВ л о кал и зо в ан а в тонком приповерхностном слое
звукоп ровода п о р яд ка длины акустической волны h
Я® = vs / f,
где v s — скорость распространения П А В. А мплитуда смещ ения
49
Частиц убы вает с глубиной по экспоненте.
Ч тобы оцё"
нить толщ ину этого
слоя, у каж ем , что
ПАВ
исполь­
зуется обычно в д и ап азо н е частот от 10 М Гц до 1 ГГц. Д л и н а
волны Xs колеблется д л я различны х м атери алов, прим еняем ы х
в акустоэлектронике, в п р ед ел ах от 1 ,6 8 Ч 0 ь см /с (для B ii 2 G e 0 2 o)
до 3,48• 105 см /с (для ни обата лития L iN 6 0 3 Y Z —с р е за ). Это
означает, что дли на поверхностной акустической волны сравн и ­
тельно невелика, наприм ер: д л я к в а р ц а при v s = 3,15- 10° см/с
на частоте 100 М Гц Xs = 32 мкм, а на частоте 1 ГГц X = 3,2 мкм.
Такой порядок глубины , на которую проникаю т ПАВ. П р ак т и ­
чески необходим ая толщ ин а пластинки звукопровода составляет
10— 12 длин ПАВ.
С ущ ествует много методов возбуж дения поверхностны х волн.
Н аиб олее эф ф ективны м и распространенны м устройством д ля
возбуж дения и прием а П А В я в л яется встроечно-ш тырьевой п ре­
об р азо в ател ь (В Ш П ) (рис. 20). В наиболее простом виде он
пред ставл яет собой совокупность п ар ал л ельн ы х м еталлических
электродов, имею щих периодическую пространственную струк­
ту р у и разм ещ енны х на поверхности пьезоэлектрической под­
лож ки. И з всей ком бинации электродов мож но вы делить два
противоф азны х соседних эл ектр о д а, которы е назы ваю тся э л е ­
ментарны м излучателем . Если прилож ить к эл ек тр о д ам В Ш П
(рис. 2 1 ) н ап ряж ение высокой частоты , согласованное по частоте
с ш агом b = Хтв = нПов / f> т 0 под влиянием поля происходит
д еф о р м ац и я в пьезоэлектрике, ко то р ая со скоростью о пов р а с ­
п ростр ан яется в обе стороны от каж дого пром еж утка. Н о если
ш аг реш етки согласован с длиною волны, то д еф орм аци и, в ы ­
званн ы е каж д ы м пром еж утком , сум м ирую тся, о б р азу я сум м ар­
ную поверхностную волну. Ч ем больш е элем ентов содерж ит
реш етка, тем эф ф ективнее преоб разователь, одновременно тем
б олее ж естки е тр ебовани я п ред ъ являю тся к точности п о д д ер ж а­
ния скорости поверхностной волны, к точности вы полнения всех
р азм ер о в электродов реш етки и к стабильности частоты сигнала.
Зависи м ость скорости распространения ПАВ от частоты
м ож но использовать д л я получения эф ф екта ф ильтрации. Д е й ­
ствительно, если р еал и зо вать конструкцию , которая и зоб р аж ен а
на рис. 2 1 , то при изменении частоты сигнала, возбуж даю щ его
одну «реш етку», изм енится Э Д С на вы ходе второй «реш етки»,
где осущ ествляется обратное преобразование. О б ратное преоб­
р азо ван и е обусловлено тем, что деф орм ации п ьезоэлектри ка, вы ­
зван н ы е поверхностной волной, приводят к появлению эл ек тр и ­
ческого н ап р яж ен и я на эл ектр о д ах вторичной «реш етки» (об рат­
ный п ь е зо эф ф е к т ). Ч исло пар электродов (элем ентарны х и зл у ­
ч ател ей ) тако го эквидистантного В Ш П определяет полосу
пропускания и м иним альны е потерн на преобразование. Увелн50
ПАВ
ъ
и + и'
—1
-н л±.
и 4 U'
1—I I
ПАВ
1
Пьезоэлектри­ Поперечнсо
сечение A-fi
ческая
по влажна
/ W л+ f t )
Рис. 21
'51
ченне полосы пропускания ( А/ / / о) приводит к возрастанию
потерь п р еобразования (рис. 22). О птим альное число пар эл ек т­
родов в двухф азн ом однородном В Ш П д л я зад ан ного среза
м а тер и ал а и вы бранного н ап равлени я распространения ПАВ,
определенное численными м етодам и и проверенное эксперим ен­
тально, приведено в табл. 17.
Рис. 22
С ледует зам етить, что определен ная относительная полоса
пропускания (А///о)опт = 1 / Л'опт оптим альна в том смы сле, что
удовлетво р яет условию согласован ия В Ш П с генератором без'
дополнительны х потерь в пассивном согласую щ ем устройстве,
т. е. в слу чае д вухф азн ого однородного В Ш П потери п рео б р азо ­
ван и я в указан н о й полосе не превы ш аю т З д Б . П ри внесении до­
полнительны х потерь на согласование возм ож но получение более
ш ирокой полосы.
М етод увеличения А / / / о закл ю ч ается в следую щ ем . П олная
полоса пропускания о пределяется акустической полосой (А ///о )а .п электр и ч еско й (А ///о) Эл •
52
Таблица
М атериал
подлож ки
Li N 6 0 3
Срез и н ап рав­
ление распрост­
ранения ПАВ
А" спт
37 7
мкс/с
Alife
YZ
4
0,69
0,24
B ij 2 Ge О 20
(111), 110
7
0,82
0,14
Zn О
Z, любое
9
0,415
0,11
YZ
П оляризованная
нормально
к поверхности
18,5
0,157
0,055
'4
1,04
0,23
Z, любое
11
0,52
0,09
Li Т а 0 3
Z, Y
9
0,42
0,14
А 1N / А12 0 3
X, Z
10:
0,15
0,095
Z, любое
3
1,59
0,33
К варц
П ьезокерам ика
ЦТС
Cd S
Li Ю 3
17
Условие д л я нахож дени я iVonr есть (A f/foki — (А //М ак • Отсю­
д а, увеличив акустическую полосу пропускания (уменьш ив число
электрод ов N < N 0T,T ) н одновременно увеличив минимальные
потерн п реоб разован и я, получим увеличение полной полосы про­
пускания. И сходя из этого соотнош ения, определяем
дг ^
1 ~
д;
( A f / /о) опт
от ( Л / / / о )
5
а потерн прео б р азо ван и я по рис. 23. З атем необходимо обеспе­
чить со гласован ие В Ш П , подбирая его апертуру
(длину
В Ш П - 6 ) . П ри ком пенсации реактивной составляю щ ей входного
им педанса последовательны м и индуктивностями условием со гл а­
сования будет равенство сопротивления излучения и сопротив­
л ен и я н агрузки или проводимостей излучения и нагрузки. На
п ракти ке апертуру b находят, исходя из приближ енного в ы р а­
ж ен ия д ля сопротивления излучения В Ш П : Р „ 3 1 = A Xj / N' 2 b.
К оэф ф ициент А необходимо подобрать эмпирически путем
сопоставлен ия с данны м и табл. 18.
В насто ящ ее врем я, помимо описанного простого типа ВШ П
с эквидистантны м и электродам и , прим еняю тся и другие типы
более слож ны х В Ш П , в которы х электроды располож ены и
соединены м еж д у собой по более слож ны м закон ам .
И сходя из стрем ления уменьш ить величину вносимых потерь
в полосе пропускания ф ильтра, ум еньш аю т дли ну пути распро­
стран ен и я акустической волны в звукопроводе и, следовательно,
вел и ч и н у з а д ер ж к и стрем ятся .предельно сократить. -М инималь;
53
Таблица
П араметр
О
1,0
о
0,65
ю
1,0— 2750
7
М инимальные вносимые потери, дБ
Пром ы ш ­
ленные
образцы
о
Ц ентральная частота, М Гц
Л абора­
торные
образцы
1,0—2000
0,5
М аксим альная относительная полоса
пропускания, %
100!
50
100
М инимальная полоса пропускания,
кГц
100'
100'
50
70
60
90
П одавление вне полосы пропускания,
дБ
М инимальный коэф ф ициент формы
А/40дБ/ДЬдБ
1,15
1,2
18
П редпо­
лагаем ы е
парам етры
1,1
Н еравномерность АЧХ, дБ
± 0 ,0 2
± 0 ,0 5
±0,01
Отклонение фазовой характеристики
от линейной, град.
± 0 ,1
± 2
± 0,1
ное расстояние м еж ду В Ш П в полосовом ф ильтре (П Ф ) опреде­
л я ется уровнем прям ого прош едш его сигнала, величина кото­
рого в основном зависи т от диэлектрической проницаемости звукопровода. Ч тобы прям о прош едш ий сигнал был м ал по с р а в ­
нению с сигналом , прош едш им через звукопровод, д олж н о вы ­
полняться условие а тп!„ 5 /г, где а — глубина проникновения
акустической волны, h — толщ ина звукопровода, которая, в свою
очередь, обычно не меньш е 20 %s- П ри конструировании ПФ
больш ое вним ание уд ел яется обеспечению требований по коэф ­
ф ициенту прям оугольностн. О сновные п ар ам етры П Ф сведены
в табл . 18. С ледует им еть в виду, что некоторы е из указан ны х
п ар ам етр о в взаим освязаны , поэтому их предельны е значения
принципиально не м огут быть реализованы в одном и том ж е
ф ильтре. Т ак, м инимально достиж им ы е вносимые потерн за в и ­
сят от относительной ширины полосы, наприм ер ф ильтры , вы пол­
ненные на кварцевы х подлож ках, которые х арактери зую тся н аи ­
больш ей тем пературной стабильностью , с м иним альны м и поте­
рям и могут иметь относительную полосу пропускания не более
4% . Ч тобы получить более ш ирокую относительную полосу,
необходим о либо ввести электрическое р ассогласовани е, либо
под обрать сопротивление внеш ней электрической цепи таким
об разом , чтобы эф ф екти вн ая эл ектр и ч еская ш ирина полосы
согласую щ ей цепи не о гр аничивала полосу ф ильтра. П о э т о м у
д л я среднеполосны х и . ш ирокополосных ф ильтров необходимо
и сп ользовать ниобат лития или кри сталлы с высоким значением
к о э ф ф и ц и е н т а электром еханической, .связи. .$ 1 у щ о б а т е . л и т и я
Ы
мож но р еал и зо в ать ф ильтры с м алы м и потерям и при относи­
тельной полосе 22% .
Н а р я д у с зависим остью вносимых потерь от относительной
ш ирины полосы пропускания в полосовых ф ильтрах сущ ествую т
дополнительны е потери, связанны е с двунаправленностью и зл у­
чения П А В В Ш П . Д ву н аправленн ость увеличивает м ин им аль­
ные потери до 6 д Б . П оловину этих потерь м ожно исклю чить,
прим еняя д в а приемных п реобразователя, тогда потери превы ­
сят м иним альны е лиш ь на 3 д Б . Д альнейш ую минимизацию
потерь м ож но обеспечить путем использования однонаправлен­
ных преобр азо вател ей . В ф ильтрах с однонаправленны м и п ре­
о б р азо в ател я м и п относительной полосой пропускания 1% д о ­
стиж им ы м иним альны е потери 1 ...4 д Б . Очевидно, что свойства
таких ф ильтров и устройств зави сят от используемого м атери ала
подлож ки, наприм ер: ни обат лития (Li N 6 0 3) , в котором скорость
поверхностной волны составляет от 3,48 до 4 км /с в зависимости
от ср еза, к в а д р а т коэф ф ициента электром еханической связи —
0,05, тем пературны й коэфф ициент зад ер ж ки — 85- 10~s 1/°С или
силикат висм ута (B i12S i 0 2o), где скорость поверхностной волзины — 1,7 км /с, к в а д р а т коэфф ициента электром еханической
связи — 0,018 и тем пературны й коэфф ициент зад ер ж ки —
118- 10 6 1/°С. Д л я ни обата лития, например
при частоте
100 М Гц, д ли н а волны составляет
г = Дюв =
л
}
4000 м/с _
ю о - 106 Гц
4 _ I0 „ s
’
в то врем я к а к в пространстве дли на волны составит 3 м.
П ри этом ш аг м еж ду соседними ш ты рями составит b = Апов =
= 0,04 мм.
И з расчетов следует важ н ое ограничение фильтров на ПАВ.
Т ехнология д о л ж н а
обеспечивать вы сокую разреш аю щ ую
способность с тем, чтобы с высокой точностью вы держ ивать
очень м аленьки е разм ер ы как сам их штырей, так и промеж утков
м еж ду ними и числа в целом. С казан н ое ограничивает высшие
частоты. Н ап ри м ер, если исходить из того, что с достаточной
точностью м огут быть выполнены электроды и промеж утки
м еж д у ними шириной в 1 мкм, то частота настройки преобразо­
вател я , а следовательно и ф ильтра, составит
/ = *Т* = - 2 Т1 §ПГ = 2 - 1 0 9 r «С ледовательно, таки е устройства могут работать на очень
вы соких частотах. Б о л ее сущ ественное ограничение отсюда вы ­
т ек ает д л я низких частот, поскольку увеличение ш ага приведет
к увеличению геом етрических р азм еров ф и льтра. Если исходить
из того, что р азм ер ы подлож ки с необходимой однородностью
55
м атер и ала могут быть до 100 мм, т. е. м аксим ально возм ож ны й
ш аг со ставляет около 1 мм, то н и зш ая частота будет
f = Lт
= 4 - 10й Гц.
Р еал ьн о у д ается использовать акустоэлектронны е элем енты
на частоте около 1 М Гц. Это очень важ н о е ограничение д л я э л е ­
ментов на ПАВ, которое сущ ественно сни ж ает области их при­
менения /7/.
В соответствии с предъявляем ы м и техническими треб о ван и я­
ми конструирование полосовы х ф ильтров на ПАВ начинаю т
с вы бора пьезоэлектрического м атер и ал а звукопровода, исходя
из вносимых потерь и тем пературной стабильности. З а т е м вы ­
бираю т срез п ьезокристалла, в котором уровень возбуж даем ы х
объемны х п арази тн ы х мод достаточно м ал. С ледую щ ий этап —
вы бор конструкции и синтез топологии п р еоб разователей. По
дан ны м таб л . 17 находятся значения N опт и (А / / fo) о п т 11
определяется необходим ое N д л я требуем ой A f / f 0. З а т е м про­
водится расчет апертуры В Ш П , удовлетворяю щ ей условию бестрансф орм аторного согласован ия В Ш П с р ади отрак том . Д ал ее
рассчи ты вается расстояние м еж ду В Ш П в П Ф и определяю тся
сум м арны е вносимы е потери.
Б И Б Л И О Г Р А Ф И Ч Е С К И Й СП И СО К
1. Б о лго в В. А . Д етал и и узлы радиоэлектронной аппаратуры . — М.:
Энергия, 1977. — 655 с.
2. Справочник конструктора РЭА. / П од ред. Р. Г. В арлам ова. — М.:
Сов. радио, 1980. — 478 с.
3. К оваль А. В. Радиодетали, радиокомпоненты и их расчет. — М.: Соз.
радио, 1977.
4. Ф ролов А . Д . Р адиодетали и узлы . — М.: В ы сш ая ш кола, 1975.
5. Р ечицкий В. И. А кустоэлектронные радиокомпоненты. — М .: Сов. р а ­
дио, 1980.
6. Расчет и конструирование АП В-фильтров. / П од ред. И. Б. Д ковкина. —
Н овосибирск: Н аука, 1982.
7. Фильтры н а поверхностных акустических волнах. / П од ред. Т. М эг1 ью за — М.: Ради о и связь, 1981. — 472 с.
О Г Л А В Л Е Н И Е
Введение
.
.
«
,
,
, з
1. Д искретны е радиокомпоненты и их в заим о­
связь с интегральными схемами и УФ Э .
. 6
2. Расчет и конструирование индуктивных эле­
ментов
.
.
.
.
.
.
,ю
2.1. Общие соотношения
.
.
.
. ю
2.2. М етоды расчета индуктивности
.
, Ц
2.3. Выбор конструкции катуш ки и типа
намотки
.
.
.
.
.
.1 4
2.4. Выбор м атериала к арк аса
.
.
.1 8
2.5. Выбор конструкции и разм еров к ар к аса . '8
2.6. Выбор
намотки, марки провода
.
. 20
2.7. Расчет
катуш ек индуктивности
.
. 23
2.8. Расчет добротности
.
.
.
-2 6
2.9. Расчет оптимального диам етра провода . 31
2.10. Расчет собственной емкости катуш ки
. 31
2.11. Учет влияния экрана
.
.
.
.3 3
2.12. Расчет добротности контура .
.
.3 1
3. Расчет индуктивности, взаимоиндуктивности и
добротности печатных схем .
.
.
.3 5
4. Индуктивности гибридных интегральных схем 43
5. Полосовые фильтры на поверхностных акусти­
ческих волнах
.
.
.
.
.
.4 9
Библиографический список
.
.
.
.5 6
Св. план 1986, поз. 975
Анатолий В асильевич Зеленский,
Ю рий И ванович М акары чев
РАДИОКОМ ПОНЕНТЫ ДИ СКРЕТН О Й
И ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ э л е к т р о н и к и
Редактор Е. Д . А н т и п о в а
Техн. редактор Н. М. К а л е и ю к
Корректор Н. С. К у п р и я н о в а
Сдано в набор 23.06.86 г.
FO 00307. Ф ормат 6 0 x 8 4
Л итературн ая гарнитура.
Уел. п. л. 3.5. Уч.-изд. л.
З а к а з 691. Ц епа 15 к.
Подписано в печать 2-3.09.86 г.
1/16. Б ум ага оберточная.
В ы сокая печать.
3,4. Т. 500 экз.
Куйбыш евский ордена Т рудового Красного Знамени
авиационный институт имени академ ика С. П . К оролева,
г Куйбыш ев, ул. М олодогвардейская, 151.
Типография ЭОЗ КуАИ, г. Куйбышев, ул. Ульяновская, 18,
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа