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线圈Q值研讨

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两壶居士 宣布于 2016-11-19 20:19:50 | 只看该作者 |只看大图 |阅览形式 打印 上一主题 下一主题
线圈Q值研讨
我学习无线电(现在叫做“电子技能”)是从收音机起步的,从矿石收音机、单管收音机(电子管)直到超外差式六灯机,再后来便是晶体管收音机、黑白电视机……。虽然现在早已进入单片机、机器人、还有什么安卓的年代,可是我依然对制造收音机以及与它附近的遥控、音响等情有独钟,当然这也许是我跟不上潮流的一种托言。
总归,制造收音机这类的东西就离不开绕线圈,电路中需求的线圈(或曰电感)多半是要克己的,线圈做好后就想知道关于它的各种参数:电感量、分布电容甚至Q值。曾经制造半导体收音机的时分就依照材料上的骨架、线径、匝数等参数照本宣科便是了。虽然终究也能把收音机做响,但不管灵敏度或选择性总比售品机器要相差一大截。究其原因,除了调试设备和技巧,当然便是元件质量的差别了,其间线圈的质量应该是榜首要素,至少我自己是这样以为的。
为了使克己的线圈有更高的Q值,也参看了各种电子杂志刊载的材料,里边的说法基本是共同的:线圈筒直径要大,线径要粗,间绕比平绕好,平绕比叠绕好,若是磁心线圈,则线圈要放在磁棒的一端,放中心则Q值低。我的长辈这样教我,我也原封不动的教比我更后的晚辈。这些原则是英雄所见略同,仍是随声附和就不得而知了,横竖我是归于随声附和的部队。由于我无法证明上面那些定论的正确与否,或许压根就没想到这些长辈的经历还需求用试验证明一下。
前不久,一位友人送给我一副数字显现的Q表套件,装成后就兴味盎然地用它丈量各种线圈的Q值。这一量不打紧,丈量的成果实在是大出我意料之外。
以用线粗细为例,曾经总是以为线越粗,绕的线圈Q值必定越高,其实未必尽然。在叙述我的故事曾经,大胆请各位资深电子爱好者及专家,于百忙中抽顷刻时刻答复下面的一道选择题:
图1平分别用Φ0.44、Φ0.25、Φ0.12mm三种粗细不同的漆包线各在一般中波磁棒上绕60圈,并移到恰当方位使其具有相同的电感量(下面的试验都调到320μH),问哪种导线绕成的磁棒线圈具有较高的Q值?




在600kHz处测验三种线圈的Q值。


下面的几个测验点就不必逐个出示图片了(太累)。
成果是:
f=1MHz时:Q1= 79.4、Q2= 127.4、Q3= 189.8;
在f= 1.5MHz时:Q1= 58.8、Q2= 93.1、Q3= 141.9。
明显,c项才是正确的答案!也便是说越细的线所绕成的线圈,其Q值反而越高,这实在是大出咱们意料之外!
有人看了上面的图片之后可能会不屑的说:“本来你的所谓‘Q表’,竟是山寨版的。这种试验数据可信吗?”
我得郑重声明:我的Q表不是山寨版,而是DIY版!
所以更是有人忍俊不禁:“DIY不便是山寨的别号么,莫非它们还有什么差异不成?”
答曰:“差异肯定是有的,不只要,并且还不小!”
山寨品是市侩们为了牟取超额利润,而不吝偷工减料,偷工减料的东西。而DIY著作则是爱好者煞费苦心,精心制造的结晶。我所DIY的Q表是矿坛XJW01教师所规划,并以套件的方法推行,为很多高手试验所证明的一款质高价廉的Q表,其丈量精度是无庸置疑的。退一万步讲,即便精度再差,比较Q值的巨细总不至于搞倒置吧?

假如有的朋友还心存疑虑,无妨亲身用你的非山寨品Q重复上面的试验。“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行。”真实的科学规矩是经得起重复试验的!
方才的试验是用粗细不同的单股线来作比较,下面咱们用李兹线PK单股线!



这儿有4种线圈,最左面一种是单股线绕的,它是前面试验的优胜者。后边3种分别是不同标准的李兹线绕的线圈,它们都绕60匝,每次试验都用同一根磁棒,测Q值之前都将电感量调到320微亨左右。其他还有两种备选的磁棒:一般的中波磁棒和高Q的中波磁棒。
在咱们(至少是我)的印象中,李兹线无疑比单股线要好得多,现在就用Q表验证一下,看是否真是这样。下面我就不逐个展现图片了,一张张图片看去如同有点眼力疲惫,我把试验成果列成表格更简单明了!
先用一般中波磁棒与4种线圈逐个配用,测验频率从500kHz到1500kHz,每隔100kHz一个测验点。

用一般中波磁棒
  
Q
  
  
频率(kHz
  
  
500
  
  
600
  
  
700
  
  
800
  
  
900
  
  
1000
  
  
L3
  
  
175.7
  
  
190.2
  
  
197.5
  
  
198.5
  
  
195.4
  
  
189.8
  
  
L4
  
  
258.4
  
  
259.8
  
  
250.4
  
  
238.4
  
  
223.6
  
  
205.3
  
  
L5
  
  
204.6
  
  
221.2
  
  
226.3
  
  
229.1
  
  
224.2
  
  
218.0
  
  
L6
  
  
324.0
  
  
291.3
  
  
264.7
  
  
244.1
  
  
219.3
  
  
185.2
  
  
Q
  
  
频率(kHz
  
  
1100
  
  
1200
  
  
1300
  
  
1400
  
  
1500
  
  
补白
  
  
L3
  
  
181.0
  
  
171.6
  
  
161.4
  
  
151.3
  
  
141.9
  
  
0.13单股线
  
  
L4
  
  
187.8
  
  
171.1
  
  
156.4
  
  
142.5
  
  
130.1
  
  
7*0.07李兹线
  
  
L5
  
  
205.0
  
  
192.3
  
  
179.4
  
  
168.0
  
  
156.6
  
  
7*0.05李兹线
  
  
L6
  
  
169.3
  
  
149.8
  
  
135.1
  
  
120.3
  
  
109.6
  
  
60*0.04李兹线
  

从表中能够看到,单股线和李兹线PK的成果,并非咱们原先幻想的那样全线溃退,至少在频率高端它比7*0.07和60*0.04的李兹线要强些,却是它在我自己DIY的7*0.05的李兹线面前不得不俯首称臣。假如以高低端Q值均匀而论,单股线倒夺得亚军,冠军被我的山寨品的李兹线所斩获,我都有点自高自大了!而身价最高的60*0.04的李兹线仅在800kHz曾经能够傲视群雄,可过了此处便一蹶不振,到1500kHz点Q值竟仅剩100多一点,实在是让人大跌眼球!
这样看来,我以0.6元/米的价值买来的60*0.04的李兹线岂不是白瞎了?
定论先别下早了,仍是把另一个试验做了再说。咱们的下一个试验仍是这4个线圈,但磁棒改用高Q中波磁棒。试验数据见下表:
用高Q中波磁棒
  
Q
  
  
频率(kHz
  
  
500
  
  
600
  
  
700
  
  
800
  
  
900
  
  
1000
  
  
L3
  
  
180.7
  
  
200.5
  
  
214.8
  
  
223.5
  
  
228.6
  
  
230.3
  
  
L4
  
  
256.9
  
  
277.1
  
  
285.4
  
  
290.4
  
  
284.9
  
  
280.7
  
  
L5
  
  
215.9
  
  
242.5
  
  
259.1
  
  
275.1
  
  
284.9
  
  
292.8
  
  
L6
  
  
461.2
  
  
459.1
  
  
444.5
  
  
428.4
  
  
400.0
  
  
375.9
  
  
Q
  
  
频率(kHz
  
  
1100
  
  
1200
  
  
1300
  
  
1400
  
  
1500
  
  
补白
  
  
L3
  
  
228.5
  
  
224.4
  
  
219.5
  
  
214.9
  
  
205.9
  
  
0.13单股线
  
  
L4
  
  
277.8
  
  
269.5
  
  
260.1
  
  
250.9
  
  
246.6
  
  
7*0.07李兹线
  
  
L5
  
  
293.7
  
  
298.0
  
  
293.0
  
  
286.9
  
  
285.8
  
  
7*0.05李兹线
  
  
L6
  
  
348.2
  
  
333.0
  
  
312.1
  
  
297.7
  
  
280.9
  
  
60*0.04李兹线
  



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2#
 楼主| 两壶居士 宣布于 2016-11-19 20:21:16 | 只看该作者
换了高Q磁棒今后,能够看到各个线圈的Q值遍及都有进步,尤其是在频率的高端,进步更为明显,L6在1500kHz点进步近3倍,L4、L5也进步近2倍!这儿高Q磁棒起了决定性的作用。Q值不只进步,并且在整个中波段的均匀度也最抱负的当属L4,最大Q值与最小Q值相差不到20%,难怪曾经大多数半导体收音机都用7*0.07的线做天线线圈。L5虽然整个中波段的均匀度比不上L4,但它在900kHz今后,不只一向高过L4,并且这区间的均匀度特佳,Q值相差不到5%。
L6配上高Q磁棒真是金鞍配宝马,红粉扮佳人,一下就把其他3种线圈甩了老远!低端Q值是其他线圈的两倍,即便在1500kHz处,也比单股线L3高出一大截,仅跟同是李兹线的L5在高端走到了一同。比L5稍差了那么一点点(只要1.7%),说不定是Q表的差错闹的。当然,L6在整个中波段Q值并不均衡,仍是低端Q高,高端Q低,这确实有点美中不足。
从上面系列试验能够看出,李兹线必需求协作高Q磁棒(这种磁棒的端面被涂成黄色)。如用一般中波磁棒,一般用0.12左右的单股线就比较适宜。用李兹线当然能够在低端进步Q值,但在中波高端Q值却下降得很凶猛,整个中波段的Q值很不均匀,这好像有点因小失大。
在李兹线中,要多少股才干获得更好的成果呢,以7*0.05与60*0.04的两种线比较,股数增加,线圈的低频端Q值明显增加,但高频端却下降,能否找出一种恰当股数的李兹线,使高低端Q值更均衡些呢?我又用16*0.05的线和30*0.05的线(自己DIY的),并用5mL一次性针管为骨架制造了L7和L8。其他还用60*0.04的线也用5mL一次性针管作骨架绕了L9,现将试验成果列表如下,表中L5和L6是本来的试验数据,现列上作为对照。L9与L6的差异仅仅是骨架不同,前者是用的一次性针管,后者用胶片卷的圆筒。

Q值        频率(kHz)
        500        600        700        800        900        1000
L5        215.9        242.5        259.1        275.1        284.9        292.8
L7        320.2        353.7        374.0        380.4        383.3        377.5
L8        460.3        464.6        463.4        456.0        439.8        419.6
L9        483.1        492.3        483.8        473.3        459.7        436.6
L6        461.2        459.1        444.5        428.4        400.0        375.9
Q值        频率(kHz)
        1100        1200        1300        1400        1500        补白
L5        293.7        298.0        293.0        286.9        285.8        7*0.05李兹线
L7        374.6        362.9        349.2        334.6        323.8        16*0.05李兹线
L8        397.5        375.5        354.5        333.2        320.2        30*0.05李兹线
L9        413.2        392.0        366.8        335.3        339.0        60*0.04李兹线
L6        348.2        333.0        312.1        297.7        280.9        60*0.04李兹线


从试验成果可见,跟着李兹线股数的增加,低频端的Q值明显进步,但高频端改变很少。以线的股数而言,当然是股数越多Q值越高,但从30股增加到60股,Q的增加就很少了。以Q的均匀度来说,其间以L7的成果最为抱负,Q值在整个中波段十分均匀,并且都在300以上。
综上所述,关于磁棒线圈咱们给咱们引荐两种计划:
1.  用一般中波磁棒,主张用0.12左右的单股漆包线绕制,其Q值挨近200,用在普及型收音机中基本上是能担任的。
2.  假如期望输入回路的灵敏度和选择性更上层楼,则主张用高Q磁棒,配15~30股的0.04的李兹线来绕制,其Q值约在300~400之间。比如说制造高灵敏度的中波收音机即可选用这个计划。
当然,假如是制造矿石机的高Q线圈,则可选用更多股的李兹线和更高端贵重的磁棒,这就不在本文的评论范围了。
最终再弥补一点,线圈的Q值对收音机的灵敏度和选择性都是至关重要的,以TA7642集成电路制造的直放式中波收音机为例,一般都以为它的选择性很不尽人意,往往不能防止混台.灵敏度也只能收个本地台罢了.
究其原因,皆因此类收音机为了缩小体积,选用了很短的磁棒,线圈所用导线也多半是单股漆包线.这种线圈的Q值充其量也就100多点,期望这样的线圈能获得好的灵敏度和选择性,无异水中捞月.有位朋友装了一台这种水平的7642直放机,在武汉只能收到2~3个台(武汉有6个中波台),他问我能收多少?我说我的7642机本地6个台无一漏网,也彻底没有串台现象;晴天的夜间能够收到很多的外地台,除了附近的省台,还能够收到坐落香港的"圣经台,并且收听作用还不错.他问我密诀安在?我说没有其他诀窍,用120mm的高Q磁棒,外加股数足够多的李兹线,当然还要舌簧耳机进场,保你能够获得满足的成果!后来的成果信任各位都能猜到了……
3#
王栋春 宣布于 2016-11-19 21:19:22 | 只看该作者
好材料 可是这种工艺或许技能犹如胆管相同 大势去已  感谢长辈共享
4#
csaaa 宣布于 2016-11-19 21:33:19 | 只看该作者
一篇不错的具有电子报风格的文章
5#
 楼主| 两壶居士 宣布于 2016-11-19 21:53:49 | 只看该作者
王栋春 宣布于 2016-11-19 21:19
好材料 可是这种工艺或许技能犹如胆管相同 大势去已  感谢长辈共享

火腿有时也要克己线圈,做线圈就得知道Q值.
6#
柳清眉 宣布于 2016-11-19 22:21:48 | 只看该作者
楼主实践出真知,敬服!很有矿坛长辈的匠人情绪,不知道什么时分比较下平绕和间绕,分段间绕,线圈不同长径比,不同磁芯在不同应频段(SW)的损耗和功能图表,问这种懒人问题感觉自己脸皮好厚。。。
7#
 楼主| 两壶居士 宣布于 2016-11-20 09:08:38 | 只看该作者
柳清眉 宣布于 2016-11-19 22:21
楼主实践出真知,敬服!很有矿坛长辈的匠人情绪,不知道什么时分比较下平绕和间绕,分段间绕,线 ...

一般中波磁棒的作业频率声称2MHz以下,实践上到1.2MHz损耗就明显增加.文中说的高Q磁棒,台湾的半导体机中常见,黄色端面的.中波高端的损耗比较小.频率更高就得用短波磁棒了,这种磁棒为镍锌材料,导磁率比中波磁棒(锰锌)的低,作业频率能够到4MHz,一般用于短波1.频率再高,就不必磁棒,但仍是用小磁心作为线圈电感量的微调.到了FM广播段就用铜心微调了.
8#
柳清眉 宣布于 2016-11-20 21:13:38 | 只看该作者
本帖最终由 柳清眉 于 2016-11-20 21:17 修改
两壶居士 宣布于 2016-11-20 09:08
一般中波磁棒的作业频率声称2MHz以下,实践上到1.2MHz损耗就明显增加.文中说的高Q磁棒,台湾的半导体机中常 ...

在数字寻呼机的天线上曾见到过一种磁棒,见其能作业在VHF频段曾想过用其制造SW磁棒,可是懒到现在也没有做。。。
话说由于无法判别磁棒的高频损耗一向用较高的电压测磁棒的电阻来猜。。。。
9#
670712150 宣布于 2016-11-22 21:29:11 | 只看该作者
谢谢楼主共享,学习了!!!
10#
小黑折腾DIY 宣布于 2016-11-26 18:41:12 | 只看该作者
好材料 可是这种工艺或许技能犹如胆管相同 大势去已  感谢长辈共享
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