РОЗРАХУНОК І ВИГОТОВЛЕННЯ ПЛОСКИХ котушок

. м. Москва. Ю. Янчин
 

Рис. 1.
У малогабаритної УКХ апаратури відносно багато місця на платі займають контурні котушки і ВЧ дроселі. Часто саме вони визначають габаритну висоту монтажної плати. Незнач яких випадках може виявитися доцільно застосувати ня плоских котушок – друкованих і дротяних. Осно вої для друкованих ВЧ котушок найчастіше служить спе ціальні високочастотна Кераміка. Технологія вироб ництва таких котушок непридатна для аматорських умов. Однак, як показує практика, до частот 80-100 МГц цілком задовільні результати можуть бути отримані при використанні котушок, виго товлених з фольгнроваіного склотекстоліти спо собом травлення. Застосування для друкованих котушок фольгіроваіного фторопласту дозволяє відсунути частотний межа до 200-300 МГц.
Плоскі дротові котушки мають задовольнив валий механічною міцністю, щодо невеликі шой власної ємністю, простотою виготовлення і можуть застосовуватися на частотах до 10 МГц. Существен ве збільшення індуктивності та добротності плоских друкованих та дротових котушок може бути отримано, якщо з однієї або обох сторін на котушку накласти ферритові пластини. Змінюючи відстань між ка тушкою і пластиною (набором немагнітних прокладок або іншим шляхом), можна змінювати індуктивність ка тушки. Можна регулювати індуктивність в Незнач яких межах за допомогою прапорця з немагнітного ме талій (міді або алюмінію), що переміщається поблизу котушки паралельно їй.
Дротяні котушки зручно наклеювати безпо середньо на плату або на окрему пластину, прикріплюють мую до плати. Друковані котушки можуть бути довільної форми. «Заземляти» на платі випливає висновок зов ного витка – у цьому випадку він грає роль екрана. Можна додатково екранувати друковану котушку ще одним зовнішнім незамкнутим витком, з'єднує мим із загальним проводом пристрою. Приклади виконан ня котушок показані на фото в заголовку статті.

Розрахувати котушки з достатньою для радіолюбі теля точністю можна за допомогою номограм. Порядок розрахунку друкованих та дротових котушок аналогічний, різниця полягає в тому, що ширині друкованої доріжки пе ний котушки відповідає діаметр по міді проводи дротяної котушки, а ширині зазору між дорожньобуді ками – подвійна товщина ізоляції.

Рис. 1.

Конструктивні розміри котушок показані на рис. 1, а і б. Номограми для розрахунку зображені на рис. 2 і 3.


Як приклад нижче розглянуто розрахунок коло лой друкованої контурній котушки (без сердечника) ін дуктівностью 0,64 мкГ. Найбільший зовнішній діа метр D котушки вибираємо рівним 20 мм, найменший внутрішній d = 8 мм. Необхідно знайти число витків w, ширину друкованої доріжки S і відстань Sr між центрами С1 і С2 напівокружної котушки. Номограма для розрахунку круглих котушок поставши лена на рис. 2. Обчислюємо: D + d = 20 + 8 = 28 мм = = 2,8 см: D / d = 20:8 = 2,5. На шкалах "D + d" і "D / d" знаходимо відповідні точки і з'єднуємо їх прямою (на мал. 2 – штрихова лінія). Через точку пересадочних чення цієї прямої з неоціфрованной допоміжної лінією і точку на шкалі «L», відповідну заданий ної індуктивності L = 0,64 мкГ, проводимо пряму до перетину зі шкалою «w», по якій і відлічуємо шукане число витків – 6,5. Значення D + d, D / d або L на шкалах номограми можна збільшити (зменшити шити) в 10 або 100 разів, при цьому значення w будуть зі відповідально змінюватися у корінь із 10 і корінь з 100 разів.
Ширину S, мм, друкованого провідника обчислюємо за формулою: S> = Sr = (D – d) / 4w; діаметр по ізоляції проводу дротяної котушки – dіз = (D – d) / 2w. Отриманий результат округляємо до найближчого біль дової значення ряду 0,5; 0,75; 1.0; 1.25; 1,5 мм і т. д.
Sr = (20-8) / 4х6, 5 = 0,46; S = 0,5 мм. При малих значеннях Sr слід приймати Sr = S Для прово лочних котушок dіз округляємо до найближчого стандарт ного діаметру дроту з ізоляції.
Малюнок котушки наносять на фольгований скло текстоліт циркулем, в який встановлений рейсфедер, наповнений хімічно стійкою фарбою. Верхні підлозі кола (див. рис. 1а) проводять з центру С1, а
нижні – з С2. Відстань Sr слід витримувати з можливо більшою точністю. Після висихання кра скі котушку труять, як звичайно, в розчині хлорного заліза.
Друковані котушки квадратної форми розраховують за номограми, наведеної на рис. 3.

Більш точні ре зультат розрахунку плоских котушок можна отримати аналітично, користуючись формулами, за якими побудовані номограми. Ці формули наведені на рис. 2 і 3. Розмірність величин у формулах відповідає вка занной на номограма. Значення функцій "фі" (D / d і f (а / А) зведені в табл. 1 і 2.

Таблиця 1.        


Дротяні плоскі котушки намотують на раз Борном каркасі між двома щічками, укріпленими на стрижні. Діаметр сердечника каркаса повинен бути дорівнює внутрішньому діаметру котушки, а відстань між щічками – діаметром проводу з ізоляції. У процесі намотування провід змочують клеєм БФ ~ 2. Щічки повинні бути виготовлені з матеріалу, що має погану адгезію до клею (фторопласт, вініфлекс). Каркас розбирають після закінчення сушіння клею. Виго приготовлені котушки клеять або безпосередньо до плати, або до пластині з фериту, укріпленої на платі.
Котушки, зображені у заголовку статті, мають наступні виміряні параметри: кругла друкована (D = 40 мм) – індуктивність 1,4 мкГ, добротність 95; квадратна (А = 30 мм) – 0,9 мкг і 180, що проводив лочние верхній (D = 15 мм, дріт ПЕВ-1 0,18) – 7,5 мкг і 48; середня (D = 11,9 мм, дріт ПЕВ-2 0,1) – 9,5 мкг і 48 і нижня (D = 9мм, провід ПЕЛ 0,05) – 37 мкГ і 43