SU758274A1 - Дроссель - Google Patents

Description

' 1

Предлагаемое изобретение относится к области электро- и радиотехники и может быть использовано в различных сверхширокополосных устройствах диапазона "звуковые частоты - сверх- 5 Высокие частоты", например, в усилителях и диодных управляющих устройст. вах. ' Известны широкополосные высокочастотные дроссели с ферритовым цилинд-~’θ рическим сердечником, содержащие'"Шу*нтирующий резистор, включенный параллельно выводам однослойной обмотки, или шунтирующую обмотку из высокоомного проводника, намотанную параллель-4 5 но с основной однослойной обмоФкой [1}. На высоких частотах используются дроссели с многослойными обмоФками без шунтирующих резисторов, выполненные на основе магнитопровода . -20

Из известных дросселей наиболёе близким по технической сущности к предлагаемому является высокочастотный дроссель, содержащий цилиндрический сердечник, обмотку, имеющую по-25 следовательно соединенные однослойную и многослойную участки, И резистор, выполненный в виде кольцевого пояска, размещенного вдоль сердечника [2]. Величина индуктивности тако-30

2

.·..· , ....." · ' ' *“·"'

го дросселя может достигать 10 мГ. Отношение верхней рабочей частоты к нижней на уровне вносимых потерь 0,1 дБ составляет 10⁵ - 10^ .

Недостатком такого дросселя является то, что он имеет: невысокое значение сопротивления между выводами на частоте последовательного резонанса, обусловленного индуктивностью однослойной части обмотки и емкостью многослойной, вследствие чего он не обеспечивает на этой' частоте большого затухания между соединяемыми им цепями (более 30 дБ) или малые потери, вносимые в шунтируемые им цепи •(суЩёСтвенно менее.0,1 дБ), а также то, что он имеет недостаточный для ряда применений коэффициент перекрытия по частоте. >

Целью изобретения является увеличение сопротивления дросселя на частотах поёлёддв'!тёльных резойайсёвТ '

Поставленная цель достигается тем., что в дросселе, содержащем цилиндрический сердечник, обмотку, имеющую последовательно соединенные однослойный и многослойный участки и резистор, выполненный в виде кольцевого пояска, упомянутый резистор выполнен

758274

'из нескольких частей, изолированных друг от друга и размещенных вдоль

'Сердечника.

С целью расширения диапазона рабо' чих частот в нем установлен магнитопровод, размешенный поверх многослойного участка обмотки.

С целью расширения диапазона рабочих частот дроссель снабжен дополнительным тороидальным магнитопроводом, на котором размещен многослойный участок обмотки. /

на черт ежах показаны два варианта предлагаемого устройства.

На фиг. 1 приведена конструкция дросселя; выполненного на основе ферритового цилиндрического сердечника . 1 с проволочными выводами 2. Поверх сердечника 1 размещен резистор, выполненный в виде кольцевого пояска,

состоящего из нескольких частей 3. Сверху сердечник (с резистивными поясками) покрыт диэлектрической плен-_: кой 4 с малым значением относительной

λ диэлектрической проницаемости (например, слоем лака с £= 2). Поверх диэлектрической пленки намотаны медным прородом две части обмотки - однослойная 5 и многослойная 6. Многослойная часть обмотки охвачена броневым магнитопроводом 7.

Назначение диэлектрической пленки 4 - уменьшение паразитной емкости однослойной Части обмотки с целью некоторого увеличения верхней рабочей частоты дросселя. Намотка однослойной части обмотки непосредственно на ферритовый сердечник, величина эквивалентной диэлектрической проницае· Мости которого для всех известных марок феррита, используемых в широкополосных устройствах, превышает 10, дает большую межвитковую емкость, осо бенно при намотке катушки с шагом.

При сплошной однослойной обмотке выигрыш в полосе рабочих частот от использования диэлектрической плэнки незначителен (до 51).

Однослойная часть обмотки, подключаемая при помощи проволочного вывода 2 к высокопо'Генциальному на Частоте сигнала электроду или Узлу схемы, обеспечивает.дросселю высокие значениявходного сопротивления и развязки (затухания меаду соединяемыми дросселем цепями) ‘на СВЧ. многослойная часть обмотки, охваченная броневыммагнитопроводом, благодаря ртА)сительно большой индуктивности обеспечивает дросселю высокие значения входного сопротивления и развязки на низких частотах. Многослойная часть обмотки подсоединяется к низкопотенциальному на частоте сигнала электроду или узлу схемы при помощи "второго проволочного вывода.

Размещение вдоль однослойной части обмотки симметрично относительно Средней ее части резистивного пояска,

10

1.5

20

25

30

35

.40

45

50

55

60

65

выполненного из нескольких частей, по сравнению с одним пояском, ширина которого равна сумме ширин отдельных частей, уменьшает индуктивность рассеяния между обмоткой и резистором и увеличивает значение сопротивления между выводами дросселя на частоте . последовательного резонанса.

Значение сопротивления между выводами дросселя на резонансной частоте определяется выражением

νω>4'/[(τφ ω*(Μ * 1-У¹],

!где М - Взаимная индуктивность; ί'_δ - индуктивность рассеяния,

7 обусловленная магнитным

потоком', Сцепленным только с резистором (приведенная к однослойной части обмотки);

к' - сопротивление резистора,

приведенное к однослойной .

. части обмотки.

При Η¹ »ω_ο (К'+ 1’₈₁) значение г₀ максимально . С уменьшением ί-’а^ ' мак.-, симальное значение г₀ увеличивается (при 1-5₂ 0 значение г_оманс-» у).

Суммарная ширина отдельных частей кольцевого пояска, расположенных вдоль однослойной части обмотки (или произведениечисла частей кольцевого пояска, расположенных вдоль однослойной части обмотки на диаметр провода, из которого они изготовлены), находится в пределах 0,2 -0,5 длины однослойной части обмотки. Суммарнаяширина пояска меньшая, чем 0,2 длины однослойной части обмотки, увеличивает Сд ; большая ширина, чем 0,5 длины однослойной части обмотки, уменьшает величину развязки на СВЧ.

С многослойной частью обмотки может быть индуктивно связан резистор, выполненный в бйде аналогичного резистивного пояска. Резистор, шунтирующий многослойную часть обмотки, необходим;только в тех случаях, когда В линии передачи, образованной обмоткой и внешними проводниками, имеется оДин или несколько последовательных резонансов, что,, как правило, наблюдается при большой электрической длине многослойной части обмотки (при больших значениях ее индуктивности) .

Размещение резистивных поясков вдоль обеих частей обмотки гарантирует при любом способе Намотки многослойной части обмотки и любой ее электрической длине Высокую развязку на всех частотах последовательных резонансов. Ограничений'на максимальную ширину резистивного пояска, размещенного вдоль многослойной части Обмотки, нет·

5

758274

6

На фиг. 2 показана конструкция дросселя, выполненного на основе двух Отдельных сердечников - цилиндрического сердечника 1 (с проволочными выводами 2) и тороидального сердечника 8. Поверх цилиндрического _ сердечника намотана однослойная ⁵

часть обмотки 5, а поверх тороидального сердечника - многослойная часть обмотки 6, последовательно соединенная с однослойной (обе из медного .

. провода). Однослойная часть обмотки Ю охвачена резистором, состоящим из двух частей 3, многослойная - резистором, состоящим из трех частей 3. Цилиндрический сердечник может быть изготовлен иэ диэлектрика с малым 15 значением 6 или феррита. Тороидальный сердечник целесообразно изготавливать из феррита или пермаллоя.

. Достоинством конструкции, показанной на фиг. 2 является то, что 20 многослойная часть дросселя, занимающая больший объем, чем однослойная, может быть удалена от однослойной части. Возле высокопотенциального на) частоте сигнала электрода Илиузла 25 схемы может располагаться только малогабаритная однослойная часть дросселя.

ч Оба устройства, приведенные на фиг.1 и 2, работают одинаковым обра- «θ

На постоянном токе сопротивление дросселя равно сопротивлению проводов обеих обмоток. На низких часто- __ тах сопротивление дросселя имеет ин- ³³ дуктивный характер. Индуктивность дросселя равна сумме индуктивностей обеих частей обмотки (практически индуктивности многослойной части Обмотки) . С ростом частоты развязка 40 дросселя увеличивается и достигает максимума на частоте первого параллельного резонанса, обусловленного собственной резонансной частотой контура, образованногоиндуктивностью 45 и паразитной емкостью многослойной части обмотки, или на,частоте, где электрическая (фазовая) длина линии: "обмотки -внешние проводники" равна И/2 . (при больших величинах индуктШ-' 50 ности многослойной части обмотки)7 Затем наступает последовательный резонанс в цепи: "индуктивность однослойной части обмотки - паразитная емкость многослойной" или последова* 55 тельный резонанс в линии передачи: "обмотка -внешние проводники".

При Дальнейшем увеличении частоты наступает параллельный резонанс, обусловленный Индуктивностью й емкостью Однослойной части обмотки или параллельный резонанс, обусловленный собственной резонансной частотой контура , образованного индуктивностью и паразитной емкостью многослойной части обмотки, или очередной параллельный резонанс в линии передачи: "обмотка - внешние проводники".

После параллельного резонанса, обусловленного индуктивностью и емкостью однослойной части обмотки, эквивалентная схема дросселя представляет линию, состоящую из емкостей между витками и емкостей между виткамй и Общим проводником. Развязка с ростом частоты уменьшается.

Предлагаемый дроссель на частоте последовательного резонанса, обусловленного индуктивностью однослойной части обмотки и емкостью многослойной, обеспечивает большее сопротивление между выводами (более 5 кОм)* существенно большую развязку (не менее 30 дБ) и существенно меньшие вносимые потери, чем дроссель-прототип (при одинаковых характеристиках на СВЧ). По сравнению с известными он обладает значительно более широкой полосой рабочих частот. Величина индуктивности предлагаемого дросселя может достигать 10 Г и более . При этом отношение верхней рабочей частоты к нижней на уровне вносимых потерь 0,1 дБ составляет 10® - 1С? (верхняя рабочая частота дросселя «составляет единицы ГГц).

На основе предлагаемого дросселя рюгут быть созданысверхширокополосц .ные электро- и радиотехнические устройства.

Claims (3)

1. Формула изобретения

   1. Дроссель, содержащий цилиндрический сердечник, обмотку, имеющую последовательно соединенные однослойный имногослойный участки, и резистор, выполненный в виде кольцевого пояска, размещенного вдоль сердечника, о т д и чаю щ ий с я тем, что, с целью увеличения сопротивления дросселя »а Частотах последовательных резонансов, кольцевой поясок выполнен из нескольких частей, изолированных друг от друга и размещенных вдоль сердечника.
2. 2. Дроссель по π. 1, отлич аЮ щи й с я тем, что, с целью расширений диапазона рабочих частот, установлен магнитопровод, размещенный поверх многослойного участка обмотки'.
3. 3. Дроссель по π. ί, о т ц и ч аю щий с я тем, что, с целью расширения диапазона рабочих частот, он снабжен тороидальным магнитопроводом, на котором размещен многослойный участок обмотки.