色环电感外部磁场泄漏
简 介: 通过对于色环电感的内部结构的分析,它实际上相当于一个微型的工字型电感,所以在其外面有很大的磁场泄露。将其应用在150kHz交流电磁场导航信号的放大电路中,可以通过调整色环电感方向与接收天线之间的方向关系,使得它们之间形成不了正反馈,这样电路就不会产生振荡。如果方向相反,由于电磁耦合为负反馈,电路的增益会受到一定的影响。将色环电感的方向调整到与工字型天线垂直的方向,则可以进一步提高电路接收信号的增益。
关键词
: 色环电感,互感,150kHz导航信号,智能车竞赛,无线节能组
§01 色环电感
1.色环电感简介
色环电感
的标法和色环电阻相同。体积大小可以分辨出能通过电流的大小。因为电感的使用环境千差万别,不可能用一种方式计算出全部电感要求,特定环境特制的设计。
▲ 色环电感
小的电感只有芝麻大,大的电感有卡车大。 电感通俗一点一般就是指螺线圈,他在通过变化的电流时,会产生一些与一般的导线不同的效应,所以另起一个名字叫电感 电感只能对非稳恒电流起作用,它的特点两端电压正比于通过他的电流的瞬时变化率(导数),比例系数就是它的自感。
2.读取色环电感
在 ** 色环电感
的识别方法和识别顺序** 给出了 色环电感
的识别方法。
▲ 色环电感颜色对照表
3.色环电感漏磁
下图显示了一个4.3mH的 色环电感
的结构,它是购买与 **TB的 色环电感
** ,今天(2021-05-15)刚刚到货。可以看到它实际上相当与一个小型的工字型电感。只是体积比较小,外边通过保护漆进行加固,并印刷有色环。
因此,这种电感本身的对外泄露的磁场应该与普通的工字型的漏感相同。但由于它的体积小,因此电感对外的泄露强度也会小于体积比较大的工字型电感。
▲ 一个4.3mH的色环电感的结构
之所以关心电感的漏磁场,是因为在 JFET直耦级联放大电路:MPF102,2SK102 中使用了工字型电感作为放大 150kHz
导引磁场的负载,由其泄露的磁场,使得它与接收天线发生了耦合,产生自激振荡。那么测试使用这种 色环电感
是否可以因为它的体积小而避免这种自激振荡呢?
有一点实验证明,使用表贴的电感作为负载,是可以避免外部的磁耦合使得接收导航信号产生自激振荡。那么这种 色环电感
比起标贴的电感体积大,实际使用起来效果如何呢? 下面通过实验来加以验证。
§02 色环电感用于导航信号放大电路
下面利用在 JFET直耦级联放大电路:MPF102,2SK102 搭载在面包板上的测试电路,测试使用上面4.3mH的 色环电感
作为Q2的扼流圈电感,电路是否工作稳定。
1.色环电感基本测试
使用SmartTweezer测试 色环电感
基本参数:
-
**
色环电感
基本参数(@10kHz):** -
电感
:4.300mH
串联电阻
:54.13Ω
Q值
:4.99
使用 一款DIY矢量网络分析仪:NanoVNA 测量 色环电感
的基本参数:
-
**
色环电感
基本参数(@150kHz
):** -
电感
:4.136mH
串联电阻
:202.16Ω
Q值
:19.28
▲ 测量色环电感在150kHz下的参数
2.搭建接收电路
实验电路的原理图如下图所示:
▲ 测试实验电路
在面包板上搭建测试实验电路。如下图所示:
▲ 在面包板上搭建的测试电路
3.测试电路工作状态
加入工作电压之后,可以测量Q2的漏极的电压波形如下图所示。这说明电路由于外部的磁场耦合,产生的剧烈的振荡波形。
▲ Q2漏极电压波形
由于磁场耦合是存在极性的。所以将 色环电感
上下进行调整。或者调整了电流的流动方向之后,电路就不在震荡了。
下图显示的是调整电感方向之后Q2的漏极电压波形。
▲ Q2漏极电压波形
4.接收无线导航信号
将无线充电线圈放置在使用面包板附近2米的位置,打开无线充电模块之后,可以看到电路给出了放大信号波形。
▲ Q2漏极电压波形
使用FLUKE45万用表测量交流信号的幅值,交流有效值电压为: 1.154V
。
如果将无线充电模块断电,此时使用FLUKE45数字万用表测量Q2漏极交流电压为 0.049
V
。
调整 色环电感
,使其与工字型天线保持近似垂直,此时可以看到电路接收的增益增加了。测量放大交流信号的幅值为 1.754V
。
▲ Q2漏极电压波形
※ 实验测试结果总结 ※
通过对于 色环电感
的内部结构的分析,它实际上相当于一个微型的工字型电感,所以在其外面有很大的磁场泄露。
将其应用在 150kHz
交流电磁场导航信号的放大电路中,可以通过调整 色环电感
方向与接收天线之间的方向关系,使得它们之间形成不了正反馈,这样电路就不会产生振荡。
如果方向相反,由于电磁耦合为负反馈,电路的增益会受到一定的影响。将 色环电感
的方向调整到与工字型天线垂直的方向,则可以进一步提高电路接收信号的增益。
▲ 将色环电感平方,使其与工字型天线的方向近似垂直
■ 相关文献链接:
- 色环电感的识别方法和识别顺序
- TB的色环电感
- JFET直耦级联放大电路:MPF102,2SK102
- 一款DIY矢量网络分析仪:NanoVNA
- 中波磁棒天线在接收150kHz导航信号方向性
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