密封表贴电感的漏磁以及在150kHz导航信号放大器中的性能

Posted 2021-05-22 卓晴

简 介： 为了能够找到可以用于高频放大电路的扼流圈的电感，而不至于引起局部磁耦合振荡的电感性是，考察了更加小的表贴电感以及对应的次密封电感。但受到的标贴电感是错误的样品。考察密封电感看到它的漏感还是可以引起放大电路的自激振荡。

关键词： 电感，150kHz，导航信号放大，高频放大，磁耦合振荡

 

§01 几种表贴电感

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1.电感用于高频信号放大

  近期关于设计对于150kHz的电磁导航信号接收电路设计中，基于 测试基于2SK241的150kHz的导航信号高频放大器 ，或者 直接耦合级联JFET 放大器 ，为了提高输出信号的动态范围，使用电感作为放大JFET的漏极负载。为了使得电路工作稳定，需要借助于以下两点措施：

• 所使用的JFET的反向电容$C_{rss}$要小，比如2SK241的$C_{rss}=0.035pF$；
• 扼流圈$L_2$与天线$L_1$之间的电磁耦合要小。

^{▲ 放大电路原理图}

  第一种措施可以通过使用2SK241，或者直接耦合JFET级联电路完成输入与输出之间的隔离，可以避免 形成Hartley三点电感自激振荡 ；第二种措施则需要采用一些 磁屏蔽电感 10MH 来减少$L_1,L_2$之间的磁场耦合。

2.表贴电感

（1）寄送错误的电感

  今天刚刚到货的贴片电感 20mH ，测试一下他们在高频放大过程中，对于电路稳定性的影响。

  很可惜，今天不到的贴片电感，通过实际测量，只有2.7uH。所以只能选择退货了。

^{▲ 购买到的表贴电感与商家声称的不同，只有2.7uH}

^{▲ 发货错误的商家，只能选择退货的的商家}

2.密封电感

  使用NanoVNA测量该电感在150kHz下的参数。

   电感参数（@150kHz）：

电感（mH）：0.985
串联电阻（Ω）：14.94
品质因子（Q）：62.14

^{▲ 磁封闭的电感}

^{▲ 测量电感的基本参数}

 

§02 测试放大电路

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1.测量电路

  使用在博文 中波磁棒天线在接收150kHz导航信号方向性 中的面包板上的测试电路。将上面的密封电感接入Q2的漏极，替代$L_2$。

  测试的工作电压为+9V。

^{▲ 面包板上的测试电路}

2.测量结果

  测量得到Q2漏极的电压波形，显示电路产生了自激振荡。左右调整电感的极性，上述振荡波形依然存在。

^{▲ Q2漏极电压波形}

  因此，使用磁罐密封的电感还是有很大的漏感，使得电路产生自激振荡。

3.使用工字型电感天线

  将原来的磁棒天线修改成工字型电感。此时通过调整密封电感的方向，可以找到一个方向电路不振荡，另外一个方向，电路发生振荡。

^{▲ 测试工字型电感}

  在测试面包板附近的2米范围内打开无线充电线圈，可以测量放大后的导航信号。

^{▲ 开启150kHz导航信号时放大信号}

 

※ 扩展讨论

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  对比在以下两个测试实验中，可以看到这种密封的电感实际上漏感还是非常剧烈的。它作为L2，在保证电路稳定性上还不如色环电感的性能。

• 中波磁棒天线在接收150kHz导航信号方向性
• 色环电感外部磁场泄露

 

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  ■ 相关文献链接:

• 测试基于2SK241的150kHz的导航信号高频放大器
• JFET直耦级联放大电路：MPF102，2SK102
• 如鲠在喉的电路 - 当BJT的负载和输入都呈电感特性时的 Hartley振荡器
• 磁屏蔽电感 10MH
• 贴片电感 20mH
• 中波磁棒天线在接收150kHz导航信号方向性
• 色环电感外部磁场泄露