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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Teoria: cálculo de circuitos oscilatórios. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Radioamador iniciante As considerações abaixo são válidas não apenas para circuitos auto-osciladores, mas também para quaisquer outros utilizados em dispositivos de engenharia de rádio, por exemplo, em receptores de rádio. Já demos a fórmula para a frequência de sintonia do circuito, e ela pode ser usada com sucesso substituindo todos os dados em unidades básicas: capacitância - em farads, indutância - em Henry. A resposta será, naturalmente, em hertz. Para simplificar os cálculos, você pode substituir a capacitância em nanofarads (milhares de picofarads), e a indutância em milihenry, então a resposta será em megahertz: f = 0,16/(LC)1/2 Os circuitos oscilantes de radiofrequência são frequentemente sintonizados em frequência usando capacitores variáveis (VCA). As faixas típicas para alterar a capacitância de tais capacitores são 5...180, 5...360 ou 17...500 pF. No cálculo é necessário levar em consideração as pequenas capacitâncias intrínsecas da bobina, instalação e a capacitância de entrada da cascata conectada ao circuito. Eles acrescentam relativamente pouco à capacidade máxima do KPI, mas aumentam significativamente a capacidade mínima do circuito, estreitando a faixa de sintonia. Para equalizar as capacitâncias mínimas de vários circuitos sintonizáveis simultaneamente, os capacitores de sintonia são conectados paralelamente às seções do bloco KPI (C1 e C3 na Fig. 52).
Na prática, a capacitância do circuito sintonizado não muda mais do que 10 vezes, o que dá apenas uma mudança tripla na frequência. A correspondência das configurações do circuito na extremidade de baixa frequência da faixa é obtida alterando a indutância das bobinas, para as quais são equipadas com compensadores magnetodielétricos (ferrita, magnetita, etc.). Os valores típicos de indutância para bobinas de ondas médias são cerca de 200 µH, para bobinas de ondas longas - 2 mH. A maior dificuldade dos rádios amadores é calcular o número de voltas das bobinas. A fórmula exata é derivada para um solenóide com comprimento de enrolamento muito maior que o diâmetro: L = μμ0N2S/L1 onde μ é a permeabilidade magnética do magnetodielétrico; μ0 = 4π· 10-7 H/m - constante magnética; N - número de voltas; S é a área da seção transversal da bobina; (- comprimento do enrolamento. Ao substituir as dimensões em metros, a resposta é obtida em Henry. A mesma fórmula dá resultados muito bons para bobinas toroidais enroladas em anéis de ferrite. O comprimento do enrolamento neste caso é a circunferência da linha central do anel. Para antenas de ferrite, a fórmula também é adequada, mas como o circuito magnético não é fechado, é necessário tomar o valor efetivo de μ, que para hastes difundidas com permeabilidade magnética de 400-1000 é de apenas 50...150. Os valores típicos para o número de voltas das bobinas da antena magnética para a faixa MF são 50...70, DV - 200...250. Conforme já mencionado na Seção 7.3, para aumentar o fator de qualidade das bobinas DV e MT, elas são enroladas com fio LESHO torcido a partir de vários (de 7 a 81) condutores finos isolados. Se tal fio não estiver disponível, você mesmo pode fabricá-lo com fio PEL com um diâmetro de 0,07-0,1 mm. Ao soldar os cabos, eles são descascados, torcidos e soldados entre si. Condutores quebrados ou não soldados reduzem o fator de qualidade da bobina. As bobinas de ondas curtas são enroladas com fio de cobre unipolar com diâmetro de 0,4-1,5 mm, de preferência banhado a prata, mas também pode ser usado fio da marca PEL. A indutância de uma bobina cilíndrica de camada única (em μH) pode ser determinada pela fórmula empírica: L = DN2/(102L/D+45), na qual o diâmetro D e o comprimento do enrolamento L são substituídos em cm. Para aumentar a fator de qualidade, o enrolamento deve ser feito em etapas (ou seja, intervalo entre voltas), aproximadamente igual ao diâmetro do fio. Não tente fazer a bobina muito pequena – o fator de qualidade das bobinas pequenas é menor! O número de voltas das bobinas KB geralmente não excede 10...20. Freqüentemente, os rádios amadores precisam usar bobinas prontas, por exemplo, de circuitos de antigos receptores de transmissão ou televisores. Surge a questão: como reconstruir o circuito para uma frequência diferente? Aqui é útil falar de vários princípios simples: a indutância de uma bobina com dimensões fixas é sempre proporcional ao quadrado do número de voltas, portanto, para aumentar a indutância, por exemplo, pela metade, é necessário aumentar o número de voltas em 1,4 vezes. A frequência de sintonia do circuito para uma capacitância fixa é reduzida em 1,4 vezes - é inversamente proporcional ao número de voltas. É curioso que o comprimento de onda no qual o circuito está sintonizado seja diretamente proporcional ao número de voltas da bobina e, portanto, ao comprimento do fio. Concluindo, notamos que circuitos com indutância muito alta e capacitância baixa parecem ridículos e funcionam mal, ou vice-versa. Na verdade, com uma capacitância de circuito baixa, todos os tipos de capacitâncias parasitas começam a desempenhar um grande papel: a capacitância entre espiras da bobina, a capacitância de instalação, a capacitância intrínseca das peças conectadas ao circuito, etc. uma grande capacitância leva a um aumento no papel da indutância parasita dos fios de conexão, além de reduzir a resistência ressonante do circuito igual a pQ. A resistência característica do circuito p=(LC)1/2 é geralmente escolhida entre centenas de Ohms e vários kOhms. Autor: V.Polyakov, Moscou
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