Катушки индуктивности с сердечником

Какие катушки индуктивности я должен использовать в акустике для фильтра?

ленточные катушки индуктивности

Разве это не очевидно? Вы должны использовать высококачественные звуковые комплектующие конденсаторы, катушки, провода.

Какие катушки индуктивности я должен использовать в акустике для фильтра?

Катушки индуктивности используемые в фильтрах/кроссоверах акустики

Прежде всего, давайте попробуем определить какие же лучше комплектующие ведь эти три пассивных электрических компонента: резисторы, конденсаторов и катушки индуктивности очень важны для качественного звука.

Какие катушки индуктивности надо использовать в акустике для фильтра?

По сравнению с конденсатором, катушка также является частотно-зависимым резистором. Однако она может устранять более высокие частоты.

nsx-10000_фильтр_коненсаторы

фильтр_конденсаторы

Качество катушек индуктивности

Поэтому, когда вы проверяете некоторые катушки, если вы хотите, чтобы они были индукторами высокого класса, следует проверять следующее:

  • Катушка сердечника.
  • Используемый провод.
  • Качество изготовления.

Давайте обсудим качество производства катушки индуктивности. Многие любители предпочитают создавать свои собственные индукторы. Это не цель этой статьи, но вы можете найти статьи «как сделать катушку индуктивности самому» в Интернете. В зависимости от вашего сердечника катушки вы можете рассчитать, сколько обмоток вам нужно, чтобы получить желаемую индуктивность. Вы можете намотать вручную или использовать специальную машину, чтобы намотать их автоматически.

Yamaha NS-590

Yamaha NS-590

Moon Audio Dark Star Opulence

Некоторым людям нравится создавать свои собственные катушки индуктивности с очень хорошими качественными параметрами. Тем не менее, производители любят демонстрировать свой производственный процесс и он во многом превосходит любительский.

Например, каждая катушка индуктивности будет демонстрировать эффект микрофонии. Это означает, что вся обмотка будет вибрировать в определенной степени. Эта механическая вибрация превращается в электрический сигнал, поэтому звуковой сигнал, проходящий через катушку, поврежден. Этот эффект уменьшается, когда сердцевина является твердой (не для воздушного сердечника), и обмотка опиралась на что-то.

Yamaha NS-590 фильтр

Yamaha NS-590 фильтр

Чтобы свести к минимуму этот эффект, производители добавляют дополнительный слой лака к уже изолированному проводу. После того, как катушка намотана, катушка запекается. В результате дополнительный слой расплавляется и создает сплошной блок, при этом обмотки прочно соединяются вместе. Это уменьшает механические колебания для всех типов катушек индуктивности. Но другие процессы производства, также пытаются улучшить качество индуктора.

Transmission Audio UltimateTransmission Audio Ultimate

Типы катушек индуктивности для звука

Существует довольно много типов катушек индуктивности. Мы же сосредоточимся только на тех типах, которые наиболее часто используются для качественного звука.

  • Индукторы из железа / феррита.
  • Индукторы с сердечником.
  • Пленочные катушки или ленточные катушки индуктивности.

Порядок не случайный. Я перечисляю их в порядке возрастания, с точки зрения качества звука, также пропорционально стоимости. Вы можете ожидать, что катушка из фольги будет дороже, чем эквивалентный индуктор с сердечникм. Однако это не означает, что железные сердечники не имеют своего места в звуке. Вы можете успешно использовать их в многочисленных своих проектах.

Bozak B-302A внутри

Bozak B-302A внутри

Катушка индуктивности с сердечником

Железо внутри такой катушки является одним из самых дешевых индукторов в аудио особенно для недобросовестных производителей. Хотя нам нравится называть их катушка индуктивности железным сердечником, ядро может изготавливаться различными черными металлами (и даже не из железа. ). Ядро может иметь разные формы. Как вы можете видеть на разных фото, у одного оно квадратное, а другого — цилиндрическое.

onkyo_grand_scepter_gs1

onkyo_grand_scepter_gs1

Поскольку сердечник является металлом, для достижения желаемой индуктивности вам потребуется много обмоток. В результате мы получаем несколько преимуществ от этого:

  • Меньше обмоток — более низкая цена.
  • Катушки с высокой индуктивностью могут иметь более высокий результат устойчивости по параметрам.
  • Твердый сердечник минимизирует эффект микрофонии.

Понятно, что эти катушки являются лучшими для бюджетных проектов. Кроме того, вы можете увидеть их в фильтрах нижних частот для сабов или НЧ блоков.

Акустика Виктор sx-1000

Акустика Виктор sx-1000

Твитер почти всегда более эффективен, чем низкочастотный динамик. Вы же не хотите понижать выход низкочастотного динамика с помощью высокоомной резистивной катушки.

Однако тот факт, что в сердечнике индуктора есть кусок металла, также влияет на музыкальный сигнал. По этим причинам некоторые аудиофилы будут избегать железных сердечников или использовать их, если они не находятся в прямом сигнальном тракте.

фильтр TQWР

Катушки индуктивности с сердечником

Эти типы индукторов являются наиболее широко распространенными в кругах hi-fi любителей. Кстати, они дороже, чем аналог на железном сердечника, они являются доступными, если значение индуктивности не достигает высоких уровней.

TQWР

TQWР

В отличие от железного сердечника, который имеет сплошной металл посередине, воздушный сердечник имеет воздух. И это идеальный материал для ядра. У некоторых есть кусок пластика для дополнительной жесткости. Но дело в том, что это непроводящий материал. В результате они превосходят точные числа воспроизведения импульсов и числа искажений.

Эти катушки индуктивности могут использоваться в любой части кроссовера/фильтра. Но поскольку нет металлического сердечника, число ветвей больше, чтобы достичь того же значения индуктивности. Это означает (помимо более высокой цены), что сопротивление выше.

фильтр TQWT

Чтобы снизить сопротивление, вам необходимо увеличить поперечное сечение провода катушки индуктивности. Естественно — это еще больше повысит стоимость. Кроме того, катушки с высокой индуктивностью с толстой проволокой могут достигать внушительных размеров и веса. Это может быть большой неприятностью при построении фильтра/кроссовера.

Катушка индуктивности

Катушка индуктивности

Мой совет — использовать индукторы с воздушным сердечником, где это возможно. Если вам нужен большой индуктор для баса, просто используйте железный сердечник и никаких проблем. Это, если вы не работаете над действительно высоким проектом с большим бюджетом. Если это так, вы можете купить следующий тип индуктора.

Катушки индуктивности из фольги (ленточные)

Они считаются лучшими индукторами для качественного звука самого высокого класса. О них нужно сказать много, но путь звука в них короткий и прямолинейный.

ленточные катушки индуктивности

ленточные катушки индуктивности

Вы можете ясно слышать разницу. В таких катушках нет провода. Вместо этого используется металлическая фольга или лента. Пленка более широкая, чем обычная проволока. Кроме того, благодаря своей форме они могут быть плотно упакованы. В результате они имеют большую контактную поверхность между обмотками и создают высокую механическую стабильность. Если вы сравниваете эффект микрофонии с различными типами индукторов, катушка из фольги самая лучшая. Они имеет самую низкую вибрацию.

Cortland STH 7000

Катушка индуктивности из фольги наиболее близка к физически идеальной катушке больше, чем любая другая конструкция. Он отличается по звуку, особенно это касается динамики в музыке, визуализации и самых низких искажений. Есть люди, которые будут утверждать, что нет необходимости тратить на катушки индуктивности столько денег. Но другие аудиофилы и меломаны, у которых есть больший опыт с такими катушками скажут, что катушки индуктивности из фольги — это самые лучшие катушки.

акустика на 50гдш

Итоги

В зависимости от вашего проекта есть место для катушки индуктивности любого типа. Когда дело доходит до создания фильтров/кроссоверов и использования индукторов для качественного звука маркировки, я обычно следую простым советам.

Cortland STH 7000

Если бюджет является приоритетным, используйте железные сердечники.

California Audio Technology

Вы хотите самому сделать акустику высококачественную и используете дорогие динамики? Тогда вам лучше купить катушку индуктивности с воздушным сердечником.

Собираетесь сделать дорогой эксклюзивный акустический проект, хотите самому сделать акустику Hi-End класса? Используйте пленочные катушки или смесь воздушных сердечников с пленочными катушками.

Dynamikks Ultima

Все зависит от ваших денег, опыта и желания.

Надеюсь статья «Катушка индуктивности в акустике» кому-то помогла

Если вы являетесь производителем, импортером, дистрибьютором или агентом в области воспроизведения звука и хотели бы связаться с нами, пожалуйста, свяжитесь со мной в ВК или по эл. почте: anl555@bk.ru

Вам нужен хороший усилитель для наушников, новый ламповый усилитель или отличный ЦАП, плеер, наушники, АС или другая звуковая техника, (усилитель, ресивер и т.д.) то пишите в ВК, помогу выгодно и с гарантией приобрести хорошую звуковую технику…

Источник



Читайте также:  Засоренный воздушный фильтр ваз 2114

Катушки для фильтра низкочастотного динамика

Нет, нет, не пугайтесь! Если вы доучились до 9-ого класса, это для вас будет семечки.

В этой главе мы узнаем (а точнее вспомним) много нового об электричестве, а потом в двух словах я вам расскажу, как делать фильтры. Так что можете сразу перейти к самому интересному и не париться.

Для тех, кто все же не боится париться я, для начала расскажу для чего же нужны эти самые пресловутые фильтры. Как вы уже поняли, эти фильтры фильтруют. На самом деле все эти фильтры являются фильтрами низких частот (электрический сигнал с частотой звука – это сигнал низкой частоты, а высокой – это уже радиочастоты), но для упрощения разделим их на низкочастотные фильтры (ФНЧ) и высокочастотные фильтры (ФВЧ). ФВЧ отсекают (как серпом), т.е. просто не пропускают низкочастотную составляющую сигнала, а ФНЧ – высокочастотную.
Электрический сигнал с частотой звука представляет из себя приблизительно вот что:
Рисунок 0 Что мы здесь видим? Мы видим диаграмму. Эта фиолетовая (или лиловая, или сиреневая, а для дальтоников — серенькая) линия показывает, как в течение времени изменяется напряжение в проводах, подключенных к колонке. Состоит эта диаграммка из вытянутых (низкочастотных) и сжатых (высокочастотных) гармошечек. Если к этому участку фонограммы применить ФНЧ, то выйдет такая фигня:
Рисунок 1 Т.е. в фонограмме пропадут сжатые гармошки.
А если применить ФВЧ, то выйдет вот что:
Рисунок 2 Теперь пропали вытянутые гармошки. Вам понятно? Мне нет.… Ну да, ладно. Проблемы шерифа, как говорится, индейцев не касаются.
Что ж такое эти пресловутые фильтры?

ФНЧ представляет собой просто катушку, намотанную толстым проводом (диаметром порядка 0,6-1,2 мм) на пластиковый, деревянный, картонный или другой немагнитный каркас. Чем больше витков в катушке и чем больше диаметр провода, тем больше индуктивность, а, следовательно, тем ниже частота среза (тем уже пропускаемая полоса частот) фильтра. Принцип действия заключается в свойстве катушки с увеличением частоты увеличивать свое сопротивление.
Вот так динамик будет играть одни басы:
Рисунок 3

ФВЧ представляет собой кондер (конденсатор, емкость и т.п.) Кондер представля… вообщем они разные бывают. В основном в качестве ФВЧ применяются бумажные кондеры, такие параллелограммчики с двумя выводами. Для ФВЧ рекомендую применять высоковольтные (не ниже 160 В) конденсаторы, у них и ток утечки поменьше и «звучат они ярче». Главное, внимательно поищите обозначение на кондере «+», или «-», или толстой цветной точки (полосы), или отличия в толщине выводов. Если их нет, значит кондер подойдет. Поляризованные (у которых есть + и -) конденсаторы применять можно, но не нужно. Конденсатор работает как катушка, тока наоборот. Т.е. с уменьшением частоты сопротивление конденсатора возрастает (постоянный ток кондер не пропускает вообще). Чем меньше емкость (количество микрофарад), тем выше частота среза (или уже пропускаемая полоса частот) фильтра.
Вот так динамик будет играть одни тарелочки:
Рисунок 4

А как же быть со средними частотами? – спросите вы меня. А я вам отвечу так. Нормальные люди применяют два фильтра (ФНЧ и ФВЧ) таким образом, что остается только средние частоты, а остальное отрезается. Но я к нормальным людям конечно не отношусь (мне влудень мотать катушку для СЧ), поэтому я оставляю среднечку высокие частоты и подключаю только кондер (микрофарад так на 25-40).

Постойте, а зачем же нужны эти фильтра, может ну их… Можно, конечно, и ну их…, только не советую. Попробуйте на минимальной громкости подключить пищалку без кондера. Пищалка будет хрипеть, кряхтеть, но не как не пищать. Мощные ударные, которые поступают на нее, забивают нежные верха, и вообще без кондера пищалка быстренько перегорит.
Попробуйте подключить лопух без фильтра. Да ничо, нормально играет. Странно… Играет он конечно нормально, но вот КПД его упал довольно значительно. Это происходит из-за того, что «нежные» верха жестко «держат» динамик, заставляя колебаться с малой амплитудой, гася тем самым большие по амплитуде басы. Другими словами: ему бы болтаться туда-сюда, а его держат.
Среднечок сочетает в себе оба недостатка. Поэтому ему желательно два фильтра. Однако, если вы делаете студийного качества колонки (здесь подойдет закрытый ящик и один хороший широкополосник), фильтра вам даже противопоказаны (чем больше электрических элементов, тем больше искажений). Но тут другой случай, тут в ущерб КПД мы добиваемся высокого качества.

Итак, ФНЧ представляет собой катушку. Я рекомендую намотать 240 витков провода диаметром 1 мм (ПЭВ-2, покрытый лаком) на каркасе высотой 24 мм и диаметром 25 мм. Частота среза в этом случае будет порядка 350 Гц. От каждых 60 витков советую сделать отводы в виде петелек для дальнейшего настраивания на свой вкус звука колонки, а также для взятия СЧ (одна катушка для лопуха и среденечка). Наматывать можно вразвалку, как получится, только витки нужно делать как можно туже.

ФВЧ представляет собой кондер. Я рекомендую для ВЧ конденсатор емкостью в 1 мкФ и на 400 В. Для СЧ – 40 мкФ и 160 В.

Подведем итог. Мы с вами, не зная, что такое АЧХ, крутизна характеристики, скорость нарастания сигнала, звуковая атака, мили Генри, искажение типа «ступенька», децибелы, звуковое давление и прочая умная хрень сумели построить колонки. Я думаю, цель достигнута.

Источник

Онлайн калькулятор расчета индуктивности катушки с воздушным сердечником

Собрать подобную конструкцию достаточно просто, главное знать секреты сборки. Подобный кроссовер имеет два основных преимущества:

  • Экономия средств. Качественное устройства стоит достаточно дорого, чего не скажешь о самодельном варианте.
  • Увлекательный процесс сборки. Поэтапно собирая детали, можно разобраться в работе прибора. Это облегчит ремонт деталей при последующей поломке.

Схема кроссовера

Схема кроссовера

В первую очередь проверяются параметры динамиков, их частота и уровень чувствительности. После чего, подбирается электрическая схема для подключения механизма. Предпочтительнее выбрать фильтры второго порядка, так, как параметры частоты увеличиваются в небольших салонах автомобилей.

Если использовать фильтр первого порядка при подключении динамиков для воспроизведения высоких частот, возникает шипение, а низко частотные усиливают яркость звука. В совокупности получается неразборчивое и непонятное звучание. Хотя в больших салонах это менее заметно.

Катушка индуктивности

Необходима для подавления помех. Для ее изготовления понадобится изолированный проводник, который следует намотать. В случае с низко частотными динамиками используется медная проволока толщиной 1мм, покрытая специальным изоляционным слоем. Наматываемые спирали закрепляются клеем

Применение ферритовых сердечников уменьшает массу и габариты устройства. Сокращаются расходы проволоки, цена которой достаточно высока. Также увеличивается открытое сопротивление катушки. Полученную индуктивность легко регулировать специальным измерительным устройством.

Как сделать печатную плату

Пластина из пары проводящих рисунков, которые расположены на плоскости диэлектрического основания. Сделать плату самостоятельно можно в несколько этапов. Сначала нанести изображение платы на бумаге. При чертеже важно отталкиваться от размеров готового резистора и намотанных катушек. Перенести плату на специальный материал (стеклотекстолит, покрытый слоем медной фольги). Затем подготовить отверстия для подсоединения проводов к деталям. Удалить поверхностный слой панели протравливанием. Для этого в макет устройства добавляется раствор с хлорным железом.

Размышлизмы о катушках индуктивности в фильтрах акустических систем

Все верно. Сказанное ниже относится не только к железу, но к любому ферромагнитному материалу. Слово «железо» употребляется для простоты. 1. Железо нелинейное. Причем на самом деле нелинейное и на малых амплитудах тока намотанной на нем катушки. Причем сами параметры нелинейности железа меняются с амплитудой тока катушки. Что вносит совершенно противоестественные гармонические и интермодуляционные составляющие. Хоть они и малы (при малых токах), но как раз забивают собой «воздух». 2. Магнитные свойства железа (и его нелинейность) зависят от частоты. То есть для разных составляющих спектра (например основного тона и его первого — самого сильного — обертона инструмента) свойства катушки будут разными и изменяться по-разному от уровня сигнала (например атака и затухание). 3. Нелинейность железа не только создает собственные нелинейные искажения. Изменение магнитной проницаемости, вызванное изменением тока катушки, изменяет (модулирует) ее индуктивность. В результате динамически изменяются параметры фильтра — не только частота среза, но и характеристическое сопротивление, ответственное за взаимодействие фильтра с нагрузкой (динамиком). И появляется параметрическая модуляция тока катушки самой катушкой — дополнительные искажения. 4. Железо имеет хоть и небольшой, но гистеререзис. Это вообще катастрофа — нелинейные искажения и модуляция индуктивности происходят «хаотично» (эффект «памяти» — начинает иметь значение в какую сторону изменяется ток: например, уменьшается после того, как увеличивался, или продолжает увеличиваться) и с некоторым переменным запаздыванием — величина тока должна измениться на определенную величину, а для этого требуется время, обратно пропорциональное скорости изменения тока. Есть мнение, что на «тонкие моменты» звука (вроде «воздуха»), гистерезис влияет даже сильнее, чем нелинейность магнитной проницаемости. 5. Феррит в этом плане хуже железа — у него все эти вещи выражены сильнее. Но у железа есть еще беда — вихревые токи в пластинах. С точки зрения сетевых трансформаторов ими можно пренебречь (железо и делают ради сетевых трансформаторов). А для гораздо более высокочастотного звука, тем более в котором изменения сигнала на «жалкие» 0,1% на самом деле хорошо слышны, влияние вихревых токов тоже сказывается неприятно (хоть и малозаметно). 6. А еще бывает, что пластины сердечника сложены недостаточно аккуратно, некоторые пластины «выпирают» из общей стопки. Таким пластинам достается больше всего, и они могут даже сильно насыщаться при работе. 7. Если катушка не пропускает через себя ток сигнала, а «уводит его в землю», как в ФВЧ через которые работают ВЧ динамики, эти негативные эффекты снижены (ток катушки не проходит через динамик), но все равно есть. В этом случае есть шанс, что искажения, вызванные влиянием железа, будут незаметны. Но это выясняется только экспериментально. Жаль, что катушки с сердечником используются даже в дорогих Hi-End колонках (видел такие на MHES-2017).
4+

Читайте также:  Фильтр тонкой очистки топлива для мотоблока

Сборка и подключение кроссовера: пошаговая инструкция

Сборка и подключение кроссовера: пошаговая инструкция

Процесс сбора и подключения кроссовера проводится в следующем порядке:

  1. Приклеиваются подушки индуктивности с помощью хорошего клея. Не стоит забывать о конденсаторе, для того, чтобы при тряске и сильных вибрациях детали не отпадали.
  2. При соединении акустических проводов стандартным паяльником соблюдать полярность. Не перепутать входы низко и высоко частотных динамиков, так, как чувствительность последних выше, чем у низко частотных.
  3. Провода дополнительно проклеиваются для защиты от повреждений при тряске.
  4. Устройство готово к подключению. Для того, чтобы убедится в правильной передаче сигнала делается пробное подключение.
  5. Можно включить резистор при необходимости.
  6. Прибор готов к использованию.

Представленная выше инструкция позволяет собрать конструкцию быстро и без лишних затрат. При работе необходимо соблюдать точную последовательность, а детали должны быть правильно подобраны. Это важно для длительной и качественной работы кроссовера.

Ключевые параметры при выборе индуктивности

При выборе индуктивности необходимо учитывать следующие ключевые параметры: способ монтажа (поверхностный монтаж или монтаж в отверстия), величину индуктивности, номинальный ток, активное сопротивление (DCR), частоту собственного резонанса (SRF), добротность (Q) и диапазон рабочих температур. Обычно требуется, чтобы габариты катушки индуктивности были как можно меньше, однако в каждом конкретном приложении размеры катушки определяются величиной индуктивности и номинальным током.

От чего зависит величина индуктивности дросселя?

Если предполагается использовать катушку индуктивности в качестве простого однозвенного высокочастотного фильтра 1-го порядка, то выбор конкретного компонента производится исходя из частотного спектра шума, который необходимо подавить. На собственной резонансной частоте (SRF) последовательный импеданс катушки индуктивности максимален. Таким образом, для ВЧ-фильтрации следует выбирать дроссель, у которого собственная резонансная частота близка к частоте шума.

Для фильтров более высокого порядка индуктивности отдельных элементов должны быть рассчитаны, исходя из требуемых частот срезов фильтров (для фильтров нижних и верхних частот) или ширины полосы пропускания (для полосовых фильтров). Для выполнения таких расчетов чаще всего используются программы моделирования, такие, например, как SPICE, AWR Microwave Office и Agilent Genesys или ADS.

Для калиброванных цепей или цепей с согласованным импедансом, желательно выбирать компоненты с минимальным разбросом номинала. Как показано в Таблице 1, проволочные индуктивности, как правило, отличаются меньшим отклонением от номинального значения по сравнению с многослойными печатными и толстопленочными индуктивностями.

Таблица 1. Сравнение параметров различных индуктивностей

Тип индуктивности Индуктивность, нГн Точность Q при 1,8 ГГц Рейтинг тока, мА
Выводная (Coilcraft 0402HP-2N7XGL) 2,7 2% 85 (при 1,8 ГГц) 1500
Многослойная (TDK MLK1005S2N7ST) 2,7 11% 31 (при 1,8 ГГц) 500
Выводная (Coilcraft 0402HP-68NXGL) 68 2% 50 (при 900 МГц) 310
Многослойная (TDK MLK1005S68NJT) 68 5% 20 (при 900 МГц) 150

Как влияет величина тока на выбор индуктивности?

Для сохранения приемлемого уровня потерь и ограничения перегрева катушки индуктивности при протекании большого тока необходимо либо увеличивать сечение провода, либо использовать больше жил того же размера. Применение провода увеличенного сечения позволяет уменьшить активное сопротивление (DCR) и повысить добротность Q, однако расплатой за это становится увеличение габаритов катушки, кроме того, собственная резонансная частота может оказаться ниже. Из таблицы 1 видно, что дроссели с проволочной обмоткой превосходят многослойные печатные индуктивности (того же размера и индуктивности) по уровню допустимой токовой нагрузки.

Увеличение допустимого тока и снижение активного сопротивления обмотки, а также сокращение числа витков могут быть достигнуты за счет использования дросселя с ферритовым сердечником. Однако индуктивности с ферритовым сердечником имеют свои недостатки, такие как значительная температурная зависимость индуктивности, значительная погрешность номинала, пониженная добротность и низкий ток насыщения. Ферритовые дроссели открытого типа, такие как серия LS от Coilcraft, не будут насыщаться даже при протекании номинального тока.

Таким образом, величина тока определяет сопротивление обмотки?

Номинальный ток и активное сопротивление обмотки тесно связаны. Чем меньше сопротивление обмотки, тем меньше будет перегрев при протекании тока, а значит, тем выше может быть сам ток. Кроме того, в большинстве случаев, если все остальные параметры остаются без изменения, для уменьшения сопротивления необходимо использовать дроссель большего типоразмера.

Какой должна быть частота собственного резонанса?

Частота собственного резонанса определяется следующим образом:

На частоте собственного резонанса дроссель обеспечивает максимальное ослабление шума. На более низких частотах импеданс уменьшается. В точке собственного резонанса полное сопротивление достигает максимального значения. На более высоких частотах сопротивление также уменьшается.

В фильтрах более высокого порядка и в приложениях с согласованным импедансом желательно иметь более плоскую частотную зависимость индуктивности вблизи требуемой частоты. Это предполагает выбор дросселя с частотой, значительно превышающей рабочую частоту. Эмпирическое правило заключается в выборе индуктивности, у которой собственная частота резонанса в 10 раз выше рабочей частоты. Обычно, величина индуктивности определяет частоту резонанса и наоборот. Чем выше индуктивность, тем ниже частота резонанса, что является следствием увеличения емкости обмотки.

Частотная зависимость индуктивности и импеданса

Индуктивность и импеданс резко возрастают вблизи собственной резонансной частоты (SRF), как показано на рисунке 1. Если предполагается использовать катушку индуктивности в роли простого ВЧ-фильтра, в таких случаях следует выбирать дроссель, у которого частота резонанса максимально близка к частоте подавляемого шума. Для других приложений следует выбирать дроссель, у которого частота резонанса максимально, как минимум в 10 раз, выше рабочей частоты.

Читайте также:  Фильтр воздушный Валдай ЕВРО 2 3 ГАЗ 3308 3309 Д 245 Стандарт в упаковке ГАЗ 245 1109013 20

Частотная зависимость индуктивности и импеданса проволочного дросселя 100 нГн

Рис. 1. Частотная зависимость индуктивности и импеданса проволочного дросселя 100 нГн

В каких случаях важна добротность?

Высокое значение добротности (Q) обеспечивает узкую полосу пропускания, что важно, если катушка индуктивности используется в составе LC-генератора или в другом узкополосном приложении (рисунок 2). Высокое значение Q также приводит к низким потерям и способствует уменьшению энергопотребления.

Высокая добротность (Q) обеспечивает узкую полосу пропускания и низкие потери

Рис. 2. Высокая добротность (Q) обеспечивает узкую полосу пропускания и низкие потери

Добротность индуктивности рассчитывается следующим образом:

Все зависящие от частоты параметры, активные и реактивные потери учитываются в Q, в том числе индуктивность, емкость, скин-эффект проводника и потери в материале магнитного сердечника. Как указано в таблице 1, индуктивности с проволочной обмоткой имеют гораздо более высокие значения Q, чем многослойные печатные индуктивности того же размера и номинала.

Как выбрать рейтинг температуры?

При увеличении тока и сопротивления потери мощности в индуктивности увеличиваются. В свою очередь потери приводят к разогреву и повышению температуры компонента. Номинальный ток индуктивности обычно приводится для заданной температуры окружающей среды, но из-за собственных потерь температура компонента оказывается выше температуры среды. Например, если компонент с верхней границей диапазона рабочих температур +125° C в процессе протекания номинального значения полного тока (Irms или Idc) дополнительно нагревается на 15 °C, то его собственная максимальная температура составит приблизительно 140 °C. При выборе катушки индуктивности нужно убедиться, что температура окружающей среды и потребление тока в приложении не превышают номинальных значений.

Как быстро найти индуктивности, которые обладают всеми необходимыми характеристиками?

Сравнение спецификаций дросселей от различных производителей может занять много времени. Инструмент поиска индуктивностей Coilcraft позволяет выбирать катушки по шести различным параметрам. Фильтр автоматически оставляет только те модели, которые удовлетворяют заданным требованиям.

Фильтр для низкочастотного динамика

Фильтр нижних частот из дросселя и конденсатора большой ёмкости называется схемой Баттерворта второго порядка. Он обеспечивает спад частот выше частоты среза до 12 dBна октаву. Схема работает следующим образом. Индуктивность в LC контуре выполняет функцию переменного резистора. Его сопротивление прямо пропорционально частоте ивозрастает с увеличением диапазона. Поэтому высокие частоты практически не попадают на НЧ динамик. Такую же функцию выполняет и конденсатор. Его сопротивление обратно пропорционально частоте и он включается параллельно громкоговорителю.

Поскольку схема устройства должна хорошо пропускать низкие частоты и обрезать высокие, то конденсаторы такого устройства имеют большую ёмкость.Пассивный фильтр для динамика может быть выполнен по более сложной схеме. Если соединить две схемы Баттерворта последовательно, то получится устройство четвёртого порядка из двух индуктивностей и двух конденсаторов. Оно обеспечивает спад частотной характеристики низкочастотного громкоговорителя в 24 децибела на октаву.

пассивный фильтр для динамика

Для того чтобы выровнять частотную характеристику и более точно согласовать схему Баттерворта и динамик, между катушкой индуктивности и конденсатором, включается резистор с небольшим сопротивлением. Для этой цели лучше использовать проволочные резисторы.

Источник

Расчёт катушки индуктивности под динамик

Данный расчет является примером для определения данных катушки индуктивности на воздушном сердечнике, нагруженной динамиком. В этом примере выбрана катушка без сердечника во избежание искажений, обусловленных перемагничиванием сердечника.

На рисунке показана оптимальная катушка индуктивности в смысле отношения индуктивности катушки и ее активному сопротивлению. Конструкция получается, когда внутренний диаметр цилиндрического слоя обмотки вдвое больше его высоты, а внешний диаметр в четыре раза больше высоты и в два раза больше внутреннего диаметра.

высота 1 см; внутренний диаметр 2 см; внешний диаметр 4 см.

Пример расчета

Современные программы по расчету пассивных фильтров для акустики, дают значение катушек индуктивности в мГн, здесь нужно перевести в мкГн, т.е. умножить на 1000.

Определим данные катушки с индуктивностью 1,25 мГн (или 1250 мкГн) разделительного фильтра, нагруженного динамиком сопротивлением 4 Ом. Активное сопротивление рассчитываемой катушки должно составлять 5% сопротивления динамика. Это соотношение можно считать вполне приемлемым. Активное сопротивление катушки: R = 0,05 х 4 = 0,2 Ом.

  1. откуда: L/R = 1250 / 0,2 = 6250 мкГн/Ом;
  2. далее имеем: h = √ ((L/R) / 8,6)= √ (6250 / 8,6) = 26,96 мм;
  3. длинна жилы:l = 187,3 х(L х h) = 187,3 х √ (1250 х 26,96) = 34383 мм = 34,3 м;
  4. количество витков: ω = 19,88√(L / h) = 19,88 х √ (1250 / 26,96) = 135,36 витков;
  5. диаметр жилы:d =0,84h / √ω = 0,84 х 26,96 / √ 135,36 = 1,95 мм;
  6. масса намотки: m = (h 3 х 10 -3 ) / 21,4 = (26,96 3 х 10 -3 ) / 21,4 = (19595,65 х 0,001) / 21,4= 0,9 кг.

Полученные значения должны быть округлены (в первую очередь диаметр жилы) до ближайшего стандартизированного. Окончательные значения индуктивности подгоняют путем отматывания нескольких витков обмотки, намотанной с некоторым превышением числа витков сравнительно с рассчитанным.

Итак имеем данные, которые понадобятся для расчета будущей катушки:

Источник

Фильтр для нч динамика

Трёхполосные акустические системы, состоящие из трёх динамиков, являются самым удачным решением для высококачественного звуковоспроизведения. В них используются три типа звуковых
головок. Они отличаются по размеру, конструктивным особенностям и полосе воспроизводимых частот. Для разделения всего частотного диапазона выдаваемого усилителем низкой частоты
используются полосовые фильтры-кроссоверы. В них используются конденсаторы дроссели и, реже, резисторы.

Сделать своими руками фильтр для динамика НЧ очень просто.Основным элементом устройства является индуктивность или дроссель. Катушка включается последовательно с низкочастотным
динамиком.

Фильтр для низкочастотного динамика

Фильтр нижних частот из дросселя и конденсатора большой ёмкости называется схемой Баттерворта второго порядка. Он обеспечивает спад частот выше частоты
среза до 12 dBна октаву. Схема работает следующим образом. Индуктивность в LC контуре выполняет функцию переменного резистора. Его сопротивление прямо
пропорционально частоте ивозрастает с увеличением диапазона. Поэтому высокие частоты практически не попадают на НЧ динамик. Такую же функцию выполняет и
конденсатор. Его сопротивление обратно пропорционально частоте и он включается параллельно громкоговорителю.

Поскольку схема устройства должна хорошо пропускать низкие частоты и обрезать высокие, то конденсаторы такого устройства имеют большую ёмкость.Пассивный фильтр для
динамика может быть выполнен по более сложной схеме. Если соединить две схемы Баттерворта последовательно, то получится устройство четвёртого порядка из
двух индуктивностей и двух конденсаторов. Оно обеспечивает спад частотной характеристики низкочастотного громкоговорителя в 24 децибела на октаву.

Для того чтобы выровнять частотную характеристику и более точно согласовать схему Баттерворта и динамик, между катушкой индуктивности и конденсатором, включается
резистор с небольшим сопротивлением. Для этой цели лучше использовать проволочные резисторы.

Фильтры для динамиков своими руками

Сделать фильтр для динамика совсем не сложно. Он состоит всего из двух элементов – конденсатора и катушки индуктивности. Рассчитать параметры
радиоэлементов для пассивной схемы низкой частоты второго порядка проще всего на онлайн калькуляторе. Там можно задать желаемый уровень среза и
сопротивление акустической головки. Программа выдаст требуемую ёмкость конденсатора и индуктивность катушки. Например, выбран уровень среза 150 Гц, а сопротивление динамика
равно 4 Ом. Калькулятор выдаст следующие значения:

  • Ёмкость конденсатора – 187 мкф
  • Индуктивность катушки – 6,003 мГн

Требуемую ёмкость можно получить из параллельно соединённых конденсаторов К78-34, которые специально разработаны для работы в акустических системах. Кроме того есть
обновлённая линейка конденсаторов аналогичного типа. Это KZKWhiteLine. В качестве недорогих аналогов, радиолюбители часто используют конденсаторы типа МБГО или МБГП.

Катушка индуктивности на 6 мГн наматывается на оправке диаметром 1 см и длиной 6 см. Поскольку катушка не имеет магнитного
сердечника в качестве бобины можно использовать цилиндр из любого материала, на который для удобства намотки, нужно сделать щёчки. Для намотки
используется медный провод типа ПЭЛ диаметром 1 мм. Длина проволоки 84 метра. Намотку нужно делать виток к витку.

Источник