Предлагаю обобщить материалы по расчету (и не только)
собственной добротности (Q) катушек индуктивности.
По возможности указывайте источники информации,
потому что есть путаница в обозначениях и в размерности
единиц измерения.
Конечный результат должен быть в виде формул (ы),
но без использования графиков, которые обильно
применяют в книгах.
Добротность катушки индуктивности
102605 просмотров, 73 ответов
Орешек — 12 мая 2020 г. в 02:31#1
Орешек — 12 мая 2020 г. в 03:27#2
Скриншоты из книги Г.Г.Гинкин, Справочник по радиотехнике, 1948..
Орешек — 12 мая 2020 г. в 05:30#3
Скриншот из той же книги.
Орешек — 12 мая 2020 г. в 05:49#4
Скриншот из той же книги.
Если сравнить со скриншотом где даны единицы измерения
и исходная формула для Q = ...от печки, то тут некое лукавство
(неточность).
Если сравнить со скриншотом где даны единицы измерения
и исходная формула для Q = ...от печки, то тут некое лукавство
(неточность).
Егм — 12 мая 2020 г. в 06:04#5
Вы сами добрались до ответа "по расчету (и не только)
собственной добротности (Q) катушек индуктивности."
Расчёт очень редко совпадает с железом.
Для практического применения значительно полезней примитивный Qметр чем формулы .
собственной добротности (Q) катушек индуктивности."
Расчёт очень редко совпадает с железом.
Для практического применения значительно полезней примитивный Qметр чем формулы .
Орешек — 12 мая 2020 г. в 06:23#6
Цитата: Егм от Май 12, 2020, 06:04:25 pmРасчёт очень редко совпадает
Ну а кто спорит? По-умолчанию ясно.
Ut1lw — 12 мая 2020 г. в 06:39#7
Ни разу не встречал(ну почти, uw3di) описания конструкций с указанием Q.
Орешек — 12 мая 2020 г. в 06:51#8
не встречал... описания конструкций с указанием Q
Дык оно там и не надо.
Ut1lw — 12 мая 2020 г. в 06:55#9
Ну да, автор считает и реализует. 
Орешек — 12 мая 2020 г. в 07:04#10
автор считает
Да, это и хотел сказать, но косноязычен...
PS.
Исток этой темы отсюда: http://analogtrx.com/SMF/index.php?topic=343.0
Орешек — 12 мая 2020 г. в 08:29#11
Скриншот от Волгов,_Детали и узлы РЭА, 1977.
Практически все катушки работают в этих условиях,
кроме дросселей, которые кое-где и не катушка...
Практически все катушки работают в этих условиях,
кроме дросселей, которые кое-где и не катушка...
Орешек — 12 мая 2020 г. в 08:54#12
Скриншот от Волгов,_Детали и узлы РЭА, 1977.
Собственную частоту катушки (fo) несложно вычислить.
Собственную частоту катушки (fo) несложно вычислить.
Орешек — 12 мая 2020 г. в 10:09#13
Волгов, Детали контуров радиоаппаратуры, 1954.
Орешек — 12 мая 2020 г. в 10:37#14
Волгов, Детали контуров радиоаппаратуры, 1954.
Орешек — 12 мая 2020 г. в 10:50#15
Расчет собственной частоты катушки.
В литературе этой формулы нет.
Откуда взялась эта формула могу пояснить...
В литературе этой формулы нет.
Откуда взялась эта формула могу пояснить...
Орешек — 12 мая 2020 г. в 11:06#16
Сделано в СССР. 
Игорь 2 — 12 мая 2020 г. в 11:06#17
Егм — 13 мая 2020 г. в 01:24#18
Сделано в СССР.Слюнки потекли ...
Valery Gusarov — 13 мая 2020 г. в 08:27#19
А разве нельзя померить по отношению частоты контура (конденсатор воздушный) к полосе... 
Орешек — 13 мая 2020 г. в 11:28#20
R2BT — 16 мая 2020 г. в 02:58#21
В программах расчёта запросто можно увидеть добротность катушки индуктивности во многие сотни и даже в тысячу. А в расчёт П-контура обычно закладывают 250... Оно как бы и хватает, пока лампа маленькая, и тепло с катушки удалять принудительно не требуется... И всё же интересно, а сколько реально имеем, например, для вариометра в положении минимальной индуктивности? ( Между прочим - я правильно понимаю, что индуктивности половинок при этом вычитаются, а потери - складываются?)
Решил я "пощупать" как бы общеизвестный способ измерения по полосе пропускания колебательного контура, образующегося при подключении конденсатора.
Учитывая, что уже у многих имеются измерители АЧХ типа ОСА103, НаноВНА с 50-омными портами выхода и входа, составил такую схему - смотреть скрин.
Оказалось, чтобы уверенно измерять добротность индуктивности 250 единиц, на 28 Мгц нужно "развязаться" и на входе и на выходе емкостями по 0,7 пФ ( и то получилось 240 - схема своё "вносит" всё же). Кажется, нужно вспоминать детство, когда ёмкость связи между контурами делались из провода ПЭЛ 1 мм, на который навивалась в качестве второй обкладки проволочка 0,2 мм до получения нужной АЧХ :-).
Учитывая, что емкости 0,7 пФ имеют значительное сопротивление даже на 28 МГц, на резонансе получается коэффициент передачи минус 24,6 дБ. В общем-то, жить можно, оба прибора это позволяют, но, чтоб измерять добротности в 500-700, там уже нужно уменьшать емкости до десятых долей пФ, что становится малореальным. И вряд ли можно вести разговор о какой-то метрологической точности.
Напрашивается усложнение измерительной колодки - на выход генератора поставить усилитель с ОБ, который изображал бы из себя источник тока, который нужен для формирования "правильной" АЧХ контура, а на вход ИАЧХ - типа истоковый повторитель или нечто операционное с Кр=1 с полевиками на входе. Тогда можно исключить, или по крайней мере, существенно уменьшить влияние интерфеса на исследуемый объект. Достаточно до 30 МГц.
Какие есть мысли и опыт по этому поводу?
Решил я "пощупать" как бы общеизвестный способ измерения по полосе пропускания колебательного контура, образующегося при подключении конденсатора.
Учитывая, что уже у многих имеются измерители АЧХ типа ОСА103, НаноВНА с 50-омными портами выхода и входа, составил такую схему - смотреть скрин.
Оказалось, чтобы уверенно измерять добротность индуктивности 250 единиц, на 28 Мгц нужно "развязаться" и на входе и на выходе емкостями по 0,7 пФ ( и то получилось 240 - схема своё "вносит" всё же). Кажется, нужно вспоминать детство, когда ёмкость связи между контурами делались из провода ПЭЛ 1 мм, на который навивалась в качестве второй обкладки проволочка 0,2 мм до получения нужной АЧХ :-).
Учитывая, что емкости 0,7 пФ имеют значительное сопротивление даже на 28 МГц, на резонансе получается коэффициент передачи минус 24,6 дБ. В общем-то, жить можно, оба прибора это позволяют, но, чтоб измерять добротности в 500-700, там уже нужно уменьшать емкости до десятых долей пФ, что становится малореальным. И вряд ли можно вести разговор о какой-то метрологической точности.
Напрашивается усложнение измерительной колодки - на выход генератора поставить усилитель с ОБ, который изображал бы из себя источник тока, который нужен для формирования "правильной" АЧХ контура, а на вход ИАЧХ - типа истоковый повторитель или нечто операционное с Кр=1 с полевиками на входе. Тогда можно исключить, или по крайней мере, существенно уменьшить влияние интерфеса на исследуемый объект. Достаточно до 30 МГц.
Какие есть мысли и опыт по этому поводу?
Орешек — 19 мая 2020 г. в 03:24#22
Это из документации на блок выходного каскада Р-140.
Добротность указана на контур с шаровым вариометром.
Добротность указана на контур с шаровым вариометром.
R2BT — 19 мая 2020 г. в 05:38#23
39 кОм
660 кОмЭто понятно. Подбирал ведь, чтоб 5 % получилось. Это всего лишь при Q=250.
Вопрос в том, чтоб измерять от 1,8 до 28 МГц... не будешь же на каждый диапазон ёмкости связи менять...
Поэтому и возникли вопросы с активным источником тока, и высокоомным входом, тогда всё бы упростилось.
Но есть моменты- 1 мА ток, |Z| 20-40 кОм, тогда на входе 20-40 Вольт, делитель ставить опять, но к высокоомному входу?... Выпрямлять нет желания - прибор -то уже готовый есть...
Источник тока 0,1мА сделать - вряд ли в широкой полосе с таким током работать будет транзистор... в общем, мутновато пока всё... не зря в приборах E закачивают ток в 1 Ом, а потом просто меряют напряжение...
Игорь 2 — 19 мая 2020 г. в 06:13#24
Не, ну вариантов измерения добротности море, обычно, я, как и Вы, меряю ширину резонансного интервала, предварительно убедившись в том, что шунтирование контура генератором и измерителем невелико (в Маткаде в этом убедиться 10 секунд), иногда просто учитываю шунтирование, и вычисляю сопротивление потерь, зная привнесённое сопротивление.
Иногда меряю высокоомнным щупом, благо, до 30 МГц его сделать абсолютно несложно.
Неплохо себя показал и метод с измерением напряжения на заведомо добротном конденсаторе при закачке в последовательный контур заданного напряжения, при этом, напомню, на частоте резонанса, добротность будет равна отношению напряжения на конденсаторе ко входному напряжению - при статичном входе, что сделать довольно легко, шкала добротности получается линейной.
Всё сделать довольно просто, и снимать выходное напряжение можно диодной секцией, нагруженной на высокоомный вольтметр. Усреднённое входное сопротивление секции равно Rн/3, что при входном сопротивлении того же китайского тестера MY64 10 МОм, составит более 3 МОм, чего за глаза хватит, практически, для всех измерений...
Иногда меряю высокоомнным щупом, благо, до 30 МГц его сделать абсолютно несложно.
Неплохо себя показал и метод с измерением напряжения на заведомо добротном конденсаторе при закачке в последовательный контур заданного напряжения, при этом, напомню, на частоте резонанса, добротность будет равна отношению напряжения на конденсаторе ко входному напряжению - при статичном входе, что сделать довольно легко, шкала добротности получается линейной.
Всё сделать довольно просто, и снимать выходное напряжение можно диодной секцией, нагруженной на высокоомный вольтметр. Усреднённое входное сопротивление секции равно Rн/3, что при входном сопротивлении того же китайского тестера MY64 10 МОм, составит более 3 МОм, чего за глаза хватит, практически, для всех измерений...
Орешек — 19 мая 2020 г. в 07:01#25
Б.М. Бетин, РПУ, 1972.
Орешек — 19 мая 2020 г. в 07:53#26
Р/детали, р/компоненты и их расчет, 1977.
Игорь 2 — 19 мая 2020 г. в 08:34#27
Да, последнее интересно, скин-эффект толком никогда не изучал... 
Vlad — 19 мая 2020 г. в 09:04#28
Дает правдоподобный результат 
Проверял на NWT-7 с минимально возможной связью "генератор - индикатор". https://hamwaves.com/qoil/en/index.html#input
Проверял на NWT-7 с минимально возможной связью "генератор - индикатор". https://hamwaves.com/qoil/en/index.html#inputИгорь 2 — 19 мая 2020 г. в 11:40#29
Какие есть мысли и опыт по этому поводу?
Мысли две.
Во-первых, в RFSimm вместо врисовывания сопротивления потерь, проще выставлять добротность катушки на нужной частоте - поставьте галочку "Включить физическую модель", там всё есть.
Во-вторых, в Вашем случае, при добротности катушки примерно 250, параллельное сопротивление потерь самой катушки составляет 39 кОм, а параллельное сопротивление, внесённое 50 омами от источника и измерителя, почти 660 кОм, понятно, что влияние довольно малое - Вы снижаете добротность примерно на 5%.
В то же время, при измерении катушек с меньшей индуктивностью, ёмкость связи с 50-омными портами не всегда нужно делать столь малую - ведь чем эти ёмкости ниже, тем ниже коэффициент передачи, что не всегда допустимо.
Орешек — 20 мая 2020 г. в 01:56#30
Волгов, Детали контуров радиоаппаратуры, 1954
Орешек — 20 мая 2020 г. в 02:06#31
Волгов, Детали и узлы РЭА, 1977.
Орешек — 20 мая 2020 г. в 03:09#32
Волгов, Детали и узлы РЭА, 1977.
Орешек — 20 мая 2020 г. в 03:24#33
Грустные цифры однако...
Справочник по эл. конденсаторам, 1983.
Справочник по эл. конденсаторам, 1983.
Игорь 2 — 20 мая 2020 г. в 03:29#34
Грустные цифры однако...
А вот я потому-то и ввёл у себя во многие пресеты добротность конденсатора.
Но по жизни они намного лучше - у нас же в Союзе всегда перестраховывались...
Орешек — 20 мая 2020 г. в 03:45#35
ДДа
Да, есть такое... - легче сдавать изделия ПЗ.
Да и на душе хорошо когда запас есть...
Тем не менее вакуумники применяли часто.
___________
вот еще за 1968г.
всегда перестраховывались..
Да, есть такое... - легче сдавать изделия ПЗ.
Да и на душе хорошо когда запас есть...
Тем не менее вакуумники применяли часто.
___________
вот еще за 1968г.
Игорь 2 — 20 мая 2020 г. в 03:49#36
Орешек — 20 мая 2020 г. в 04:04#37
Потери в вакуумных...
Игорь 2 — 20 мая 2020 г. в 04:25#38
Кто бы сомневался...
Нашу слюду довольно часто ставлю, хотя по реактивной мощности превышение порой весьма значительное...
Нашу слюду довольно часто ставлю, хотя по реактивной мощности превышение порой весьма значительное...
Орешек — 20 мая 2020 г. в 04:34#39
Взял паспорт на постоянный вакуумный (В).
Наработка 2000 часов.
И емкость может изменится до 30%.
КПЕ воздушные делают на заказ.
Постоянные воздушные пока не расчухали...
Наработка 2000 часов.
И емкость может изменится до 30%.
КПЕ воздушные делают на заказ.
Постоянные воздушные пока не расчухали...
Игорь 2 — 20 мая 2020 г. в 04:53#40
Наработка 2000 часов.
И емкость может изменится до 30%.
Точно.
Почему я их и не применяю... Alex42 — 20 мая 2020 г. в 05:38#41
Дает правдоподобный результатХороший материал, много полезной информации, по крайней мере для себя сделал такой вывод!
Игорь 2 — 20 мая 2020 г. в 05:50#42
Игорь 2 — 20 июня 2020 г. в 05:13#43
Фигня. На одной частоте нужно смотреть. 
Орешек — 20 июня 2020 г. в 05:47#44
Витки закорачивают в ВКС для работы на другой частоте.
Возможно автор так мыслил...
Но на другой частоте нужна другая емкость.
И все равно будет некорректно...
А сравнение делать надо-бы на одной частоте.
1. Измеряем Q катушки с закороченными витками.
2. Откусываем закороченные витки бокорезами...
или
1. Измеряем Q катушки.
2 Приближаем другую катушку со всеми
закороченными витками....
Возможно автор так мыслил...
Но на другой частоте нужна другая емкость.
И все равно будет некорректно...
А сравнение делать надо-бы на одной частоте.
1. Измеряем Q катушки с закороченными витками.
2. Откусываем закороченные витки бокорезами...
или
1. Измеряем Q катушки.
2 Приближаем другую катушку со всеми
закороченными витками....
Игорь 2 — 20 июня 2020 г. в 05:58#45
Витки закорачивают в ВКС для работы на другой частоте.
Здрасьте! Именно, что для работы на той же частоте - разговор-то про П-контур.
Орешек — 20 июня 2020 г. в 06:13#46
Витки закорачивают в П-контуре для перехода
на другой диапазон (на другую частоту). Разве нет?
К сравнению результатов измерения это не имеет отношения.
на другой диапазон (на другую частоту). Разве нет?
К сравнению результатов измерения это не имеет отношения.
Игорь 2 — 20 июня 2020 г. в 06:39#47
Витки закорачивают в П-контуре для перехода
на другой диапазон (на другую частоту). Разве нет?
Смотря, как подходить к вопросу. Снижение индуктивности катушки П-контура, само по себе уже приводит к снижению КПД, и будет ли при этом еще его снижение из-за потери добротности на той же рабочей частоте - вопрос интересный.
А вот для Т-тюнера это вопрос ни только интересный, но и жизненно важный - ведь у него снижение индуктивности при равной её добротности, приводит у повышению КПД, вот и нужно решать - коротить, или же не коротить.
Причём, обратите внимание, опять же разговор именно про одну частоту...
Орешек — 20 июня 2020 г. в 06:57#48
Измерение и применение это разные темы.
______
по этой методике что скажешь?
______
по этой методике что скажешь?
Игорь 2 — 20 июня 2020 г. в 07:03#49
А что говорить-то - подключаем Q-метр, измеряем добротность, затем коротим витки на катушке, вытягиваем эталонной ёмкостью из Q-метра её обратно на ту же частоту, и вновь проверяем добротность, вот это, на мой взгляд, будет более корректное измерение, ведь ни для кого не секрет, что добротность конкретной катушки зависит от частоты...
Орешек — 20 июня 2020 г. в 07:05#50
Игорь 2 — 20 июня 2020 г. в 07:08#51
Про добротност�� тема...
Пусть про добротность, но сравнивать её на разных частотах, и на основании этого делать выводы вряд ли корректно...
Орешек — 20 июня 2020 г. в 07:11#52
измеряем добротность, затем коротим витки
При этом будет другая индуктивность.
Более комильфо иметь почти одинаковую L.
Орешек — 20 июня 2020 г. в 07:15#53
сравнивать её на разных частотах,...вряд ли корректно
Ну а кто спорит? Надо бы автора на форум пригласить.
Игорь 2 — 20 июня 2020 г. в 07:16#54
Надо бы автора на форум пригласить.
Приглашайте, какие проблемы-то?
Орешек — 20 июня 2020 г. в 07:23#55
добротность...зависит от частоты
Вкупе с зависимостью f^0.5 есть еще совокупные
параметры размерности и индуктивность.
Орешек — 20 июня 2020 г. в 07:49#56
В личке CQHAM пригласил автора...
Орешек — 29 марта 2021 г. в 07:45#57
потому-то и ввёл у себя во многие пресеты добротность конденсатора.
Видел при расчёте Г-конуров.
Орешек — 17 февраля 2023 г. в 01:19#58
Из книги Г.Г.Гинкин, Спр. по радиотехнике, 1948.
Орешек — 17 февраля 2023 г. в 01:37#59
Волгов, Детали и узлы РЭА, 1977.
Орешек — 20 февраля 2023 г. в 01:14#60
Это не помню откуда.
Орешек — 20 февраля 2023 г. в 04:13#61
Волгов, детали контуров РЭА, 1954.
SAM — 21 февраля 2023 г. в 08:47#62
Ещё имеет значение и то, каким образом протягивали медный провод - горячим или холодным способом:
Орешек — 21 февраля 2023 г. в 09:55#63
Цитата: SAM Ещё имеет значение...
Шероховатость поверхности конечно влияет,
но на КВ не так как на УКВ. Там всё влияет,
если копнуть. Но есть формула, значит есть
цифра, от которой можно оттолкнуться и дать
поправку на плохие факторы. Это для расчёта
добротности кусочка провода малой* длины.
Донбасс ввёл Qхх = 10 ед, поэтому пришлось
искать формулы. Пригодится.
Шероховатость поверхности конечно влияет,
но на КВ не так как на УКВ. Там всё влияет,
если копнуть. Но есть формула, значит есть
цифра, от которой можно оттолкнуться и дать
поправку на плохие факторы. Это для расчёта
добротности кусочка провода малой* длины.
Донбасс ввёл Qхх = 10 ед, поэтому пришлось
искать формулы. Пригодится.
SYN — 22 февраля 2023 г. в 04:52#64
Это как доказательство того, что гипотенуза равна сумме катетов (не корню из суммы квадратов, а именно сумме самих катетов). Измерить гипотенузу мы можем линейкой и записать результат. Но если она нарисована микроскопической, под прямыми углами, ломаной, то рассмотрев ее под микроскопом и проехав по всем участкам с измерением длины мы придем к выводу, что ее длина равна сумме катетов. Но внешне, без микроскопа, это никак не заметно. А ведь и правда, ведь движение по гипотенузе каждый раз будет направлено параллельно одному из катетов треугольника. 
Так и здесь, поверхность шероховатого провода становится более длинной, чем измеренная линейкой.
Так и здесь, поверхность шероховатого провода становится более длинной, чем измеренная линейкой.Орешек — 22 февраля 2023 г. в 11:10#65
Цитата: SYNповерхность шероховатого провода становится более длинной
Ага.
Ага.
BL68 — 23 марта 2024 г. в 09:58#66
Вопрос вроде и простой, но не совсем. Я пытался найти расчет сечения (диаметра) провода для катушки в зависимости от частоты и мощности. Есть разные калькуляторы расчета катушек, но не встречал именно расчета провода. Не хочется увеличивать диаметр сверх необходимого. Для постоянного тока / низких частот все понятно. Примерно 1 мм2 на 10 ампер - это с запасом. А вот для ВЧ.... Конкретно интересует ~ 5А (1200 Вт) на 30 МГц.
Игорь 2 — 23 марта 2024 г. в 10:26#67
Так там не всё линейно - ведь добротность катушки (а значит, и выделяемая на ней мощность) зависит и от её геометрии...
BL68 — 23 марта 2024 г. в 10:50#68
Это понятно. Давайте тогда конкретизирую... Однослойная бескаркасная катушка 8 витков внутренним диаметром 10 мм на частоте 30 МГц и катушка на Т130-2 12 витков на частоте 5 МГц. Мощность 1200. Если что, то это для ФНЧ.
Игорь 2 — 23 марта 2024 г. в 11:42#69
Я обычно в лоб измеряю добротность на рабочей частоте, потом считаю, какая мощность будет на катушке в наихудшем случае.
Перегрев катушки без сердечника можно проверить просто пустив на неё ту же мощность постоянного тока. На ВЧ линейная катушка будет греться чуть слабее, чем с той же мощностью на постоянном токе, т.к., на ВЧ часть потерь в ней - это излучение.
Если катушка на сердечнике, обязательно убеждаюсь тем же Миниринг калькулятором, что сердечник не перегружен.
Ну, а минимальный диаметр провода для заданного ВЧ тока можно и у дедушки Рэда глянуть, но мотать лучше с запасом...
Перегрев катушки без сердечника можно проверить просто пустив на неё ту же мощность постоянного тока. На ВЧ линейная катушка будет греться чуть слабее, чем с той же мощностью на постоянном токе, т.к., на ВЧ часть потерь в ней - это излучение.
Если катушка на сердечнике, обязательно убеждаюсь тем же Миниринг калькулятором, что сердечник не перегружен.
Ну, а минимальный диаметр провода для заданного ВЧ тока можно и у дедушки Рэда глянуть, но мотать лучше с запасом...
BL68 — 23 марта 2024 г. в 11:45#70
Спасибо!
PCM — 24 марта 2024 г. в 01:20#71
Игорь 2 — 24 марта 2024 г. в 09:46#72
Coil32 никак не поможет?
Эта программа фантастику по добротности считает. Во-первых, она явно завышена (никаких там 470 на 30 МГц и в помине нет), во-вторых, рассчитанная добротность не стыкуется с полосой пропускания по уровню -3 дБ
(Q=fрез/df(-3 дБ)=30000/93.83=320).
Да и то враньё - у реальной такой катушки (см. фото) в открытом пространстве на той же частоте Q=200.
BL68 — 24 марта 2024 г. в 12:53#73
Coil32 никак не поможет?Спасибо, я смотрел. Чегой-то тоже засомневался в результатах... В общем я понял что вопрос сложный. Лучше сделать приблизительный расчет и взять с запасом или мотать и смотреть по нагреву....