go. Poniewa¿ operuje siê tam bardzo ma³ymi sygna³ami, wiêc istot-

ne jest skuteczne (sprawne) ich przekazywanie do dalszych stopni.

Decyduje o tym sprawnoœæ obwodu rezonansowego, zale¿na od pa-

rametrów (dobroci) u¿ytych cewek i kondensatorów. W praktyce

wp³yw dobroci kondensatora na wypadkow¹ dobroæ obwodu rezo-

nansowego, w stosowanych obecnie zakresach czêstotliwoœci, jest

znikomy. Istotne znaczenie ma dobroæ cewki.

Maksymalna sprawnoœæ przekazywania energii sygna³u przez ob-

wód rezonansowy, w warunkach dopasowania, wyra¿a siê nastê-

puj¹c¹ zale¿noœci¹:

w której Q

0

oznacza dobroæ obwodu rezonansowego nieobci¹¿o-

nego (w praktyce dobroæ cewki), a Q – dobroæ obwodu z uwzglê-

dnieniem obci¹¿aj¹cego dzia³ania wejœcia nastêpnego stopnia

uk³adu. Wynika z niej, ¿e w celu uzyskania du¿ej sprawnoœci nale-

¿y d¹¿yæ do zapewnienia korzystnego (ma³ego) stosunku dobroci

obwodu obci¹¿onego Q do dobroci obwodu nieobci¹¿onego Q

0

. Jak

wynika z praktyki, dobroæ obwodu rezonansowego nieobci¹¿one-

go Q

0

mo¿e byæ uto¿samiana z dobroci¹ samej cewki.

Elementy indukcyjne o najprostszych konstrukcjach, pracuj¹ce w za-

kresie wielkich czêstotliwoœci do kilkuset megaherców znajduj¹ zasto-

sowanie jako anteny ferrytowe, cewki powietrzne, symetryzatory

i sumatory sygna³ów. Mo¿na je znaleŸæ w obwodach wejœciowych

wzmacniaczy antenowych, s¹ nawijane na rdzeniach walcowych i to-

roidalnych. Stosowane s¹ równie¿ w stopniach wejœciowych odbior-

ników radiofonicznych – cewki jednouzwojeniowe i wielouzwojenio-

we (transformatory wielkiej czêstotliwoœci) na rdzeniach walcowych.

Kilka rodzajów cewek produkowanych w firmie ANDA przedstawio-

no na rys.1 i 2. Pierwsze s¹ cewkami do stosowania w obwodach re-

zonansowych, a drugie w czujnikach indukcyjnych. Przyk³adowe

parametry cewek do obwodów rezonansowych i w czujnikach induk-

cyjnych podano w tablicach 2 i 3.

Do wa¿nych w³aœciwoœci cewki nale¿y mo¿liwoœæ zmiany induk-

cyjnoœci w granicach kilku procent wartoœci nominalnej. Ma to na celu

umo¿liwienie dostrajania obwodu rezonansowego do w³aœciwej czês-

totliwoœci pracy, przy uwzglêdnieniu realnych wartoœci

wspó³pracuj¹cych kondensatorów. Osi¹ga siê to zwykle przez

u¿ycie rdzenia przestrajaj¹cego, na ogó³ ferrytowego, albo przez

rozci¹ganie b¹dŸ œciskanie zwojów cewki.

D³awiki

D³awik jest w powszechnym rozumieniu elementem blokuj¹cym

wielkie czêstotliwoœci. Jest to w praktyce cewka indukcyjna, prze-

wa¿nie ze rdzeniem ferrytowym lub ferromagnetycznym. Interesuj¹cymi

w³aœciwoœciami d³awika s¹ w zasadzie tylko indukcyjnoœæ i zale¿noœæ

2

0

1









−

=

η

Q

Q

max

12

Radioelektronik Audio-HiFi-Video 8/2003

D³awiki o rdzeniach ferrytowych

odgrywaj¹ nieocenion¹ rolê

w t³umieniu zak³óceñ radioelektrycznych.

C

ewka indukcyjna jest jednym z elementarnych sk³adników

wszelkich uk³adów elektrycznych i elektronicznych. Mimo

to jest ona elementem niezbyt chêtnie stosowanym w

konstrukcjach elektronicznych, dotyczy to w szczególno-

œci uk³adów scalonych monolitycznych. Powsta³y nawet specjalne

dzia³y teorii obwodów, takie jak teoria filtrów aktywnych, stawiaj¹ce

sobie za cel miêdzy innymi eliminacjê koniecznoœci stosowania ce-

wek indukcyjnych. Tym nie mniej, s¹ sytuacje i rozwi¹zania, w których

nie daje siê unikn¹æ koniecznoœci stosowania cewek indukcyjnych.

Takie zastosowania to obwody wejœciowe (cewki) i zasilaj¹ce (d³a-

wiki) odbiorników radiowych, a tak¿e ró¿nego rodzaju czujniki induk-

cyjne (cewki).

Oprócz indukcyjnoœci, g³ównego parametru charakterystycznego

cewki indukcyjnej, s¹ trzy inne wielkoœci charakteryzuj¹ce rzeczywi-

st¹ cewkê: jej czêstotliwoœæ rezonansu w³asnego oraz dobroæ i im-

pedancja jako funkcje czêstotliwoœci. Nie zawsze wszystkie wymie-

nione wielkoœci maj¹ istotne znaczenie. Na przyk³ad, podczas pro-

jektowania uk³adu generacyjnego lub strojonego obwodu rezonan-

sowego, bardzo istotnym parametrem jest dobroæ Q. Natomiast

przy zastosowaniu cewki jako elementu blokuj¹cego wielkie czêsto-

tliwoœci (d³awika), interesuj¹ca jest w zasadzie tylko zale¿noœæ jej im-

pedancji od czêstotliwoœci. Przy zastosowaniu cewki do budowy fil-

tru, przepustowego lub zaporowego, wa¿ne jest, by indukcyjnoœæ by-

³a sta³a w pe³nym rozpatrywanym zakresie czêstotliwoœci.

W Polsce jest wielu producentów i dostawców cewek oraz d³awików

przewidzianych do pracy przy ma³ych sygna³ach. Najwiêkszych pro-

ducentów podzespo³ów indukcyjnych zestawiono w tablicy 1.

Cewki

Cewka jest na ogó³ elementem strojonego obwodu rezonansowego,

najczêœciej stosowanym w urz¹dzeniach tele- i radiokomunikacyjnych.

Obwody rezonansowe odgrywaj¹ istotn¹ rolê w selekcji w³aœciwego

sygna³u spoœród wielu wystêpuj¹cych na wejœciu uk³adu odbiorcze-

CEWKI I D£AWIKI MA£OSYGNA£OWE

r

PORADNIK

ELEKTRONIKA

T a b l i c a 1. Producenci podzespo³ów indukcyjnych

T a b l i c a 2. Parametry cewek do obwodów rezonansowych

Rys. 1. Cewki do

obwodów

rezonansowych

Rys. 2. Cewki do czujników

indukcyjnych

Cewki

sta³e

Cewki

zmien-

ne

Anteny

ferrytowe

Filtry

psamo-

we

Cewki

i trafo SMD

D³awiki D³awiki

SMD

Obwody

rezonan-

sowe

C mo¿na dojœæ do

wniosku, ¿e t³umie-

nie, jako odwrotnoϾ

przenoszenia, dla

c z ê s t o t l i w o œ c i

le¿¹cych powy¿ej

czêstotliwoœci rezo-

nansowej takiego

obwodu szere-

gowego, jest propor-

cjonalne do kwadratu

czêstotliwoœci. Jest to

najistotniejsza zaleta

takiego filtru, t³umie-

nie wyra¿ane w decy-

belach wzrasta

z szybkoœci¹ 12

dB/oktawê lub 40

dB/dekadê.

Tolerancje wykonania

d³awików s¹ zwykle

zdecydowanie gorsze

ni¿ cewek, ale w ta-

kich zastosowaniach

nie ma to wiêkszego

znaczenia. D³awiki do

zastosowañ ma³osygna³owych, w zakresie czêstotliwoœci radiowych

do ok. 300 MHz s¹ nawijane na rdzeniach walcowych o œrednicach

1,8

÷

10 mm. Wygl¹d takich d³awików przedstawiono na rys.3. D³a-

wiki o wiêkszej liczbie zwojów s¹ nawijane na ma³ych szpulkach o

kszta³tach przedstawionych na rys. 4.

Przyk³adowy zestaw parametrów elektrycznych d³awików firmy

Telzam przedstawiono w tablicy 4.

n

Cezary Rudnicki

impedancji od czêstotliwoœci. Ta zale¿noœæ jest liniowa a¿ do wartoœ-

ci, przy której daje o sobie znaæ pojemnoœæ w³asna.

D³awiki s¹ stosowane przede wszystkim jako elementy szeregowe

filtrów dolnoprzepustowych. Analizuj¹c funkcjê przenoszenia filtru

z³o¿onego z d³awika o indukcyjnoœci L i kondensatora o pojemnoœci

13

Radioelektronik Audio-HiFi-Video 8/2003

T a b l i c a 4. Wybrane d³awiki firmy Telzem

T a b l i c a 3. Parametry cewek do czujników indukcyjnych

L

[

µ

H]

R

maks.

[

Ω

]

Pr¹d

obc.

[A]

Zakres

czêstotliwoœci

[kHz]

Czêstotliwoœæ

rezonansowa

f

rez

[MHz]

Rys. 3. D³awiki ma³osygna³owe firmy Feryster

Rys. 4. D³awiki firmy Telzam