КАТУШКА ИНДУКТИВНОСТИ НА КОЛЬЦЕВОМ СЕРДЕЧНИКЕ Российский патент 2004 года по МПК H01F21/06 

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в колебательных контурах и частотных фильтрах устройств различного назначения.

С наибольшим положительным эффектом оно может быть использовано в радиоприемниках, когда необходимо, чтобы была обеспечена высокая избирательность и чтобы нелинейные искажения были возможно меньше при больших напряжениях мешающих сигналов, достигающих, например, нескольких десятков вольт.

Катушки индуктивности на кольцевых сердечниках имеют оптимальные параметры, но при необходимости получения заданных значений индуктивности, то есть регулирования этих значений, возникают трудности.

Известны катушки индуктивности на кольцевых магнитных сердечниках, у которых значение индуктивности можно плавно изменять [1], [2]. В [1] изменение индуктивности осуществляется путем перемещения постоянного магнита в радиальном направлении кольца сердечника. При этом участок кольцевого сердечника находится между полюсами магнита. При перемещении магнита изменяется площадь участка кольцевого сердечника, находящегося между полюсами. В этом участке кольцевого сердечника под действием постоянного магнитного поля магнита происходит смещение рабочей точки по характеристике зависимости магнитной индукции от магнитной напряженности на нелинейную часть и часть с насыщением. Во втором аналоге [2] управляющий элемент выполнен в виде электромагнита, причем участок кольцевого сердечника катушки находится между полюсами электромагнита. При изменении значения тока, протекающего через обмотку электромагнита, изменяется постоянное магнитное поле, пересекающее участок кольцевого сердечника. В результате происходит смещение рабочей точки по характеристике зависимости магнитной индукции от магнитной напряженности на нелинейную часть и часть с насыщением, что приводит к изменению индуктивности.

Таким образом и в аналоге [1], и в аналоге [2] изменение индуктивности происходит за счет изменения магнитной проницаемости на участке кольцевого сердечника при действии на этом участке постоянного магнитного поля. Такая зависимость приведена в [3] на рис.1.11. В настоящей заявке она изображена на фиг.1.

Если на вход радиоприемника воздействуют большие мешающие сигналы, то эти сигналы вызывают колебания рабочей точки на характеристике зависимости магнитной индукции от магнитной напряженности.

Когда рабочая точка находится на нелинейной части этой характеристики, как в аналогах [1] и [2], то колебания рабочей точки под действием этих сигналов приводят к нелинейным искажениям.

Задачей настоящего изобретения является создание регулируемой катушки индуктивности на кольцевом сердечнике со снижением нелинейных искажений.

Сущность изобретения заключается в том, что в катушку индуктивности на кольцевом сердечнике, содержащую обмотку и кольцевой магнитный сердечник, между диаметрально противоположными участками магнитного сердечника введена перемычка из магнитного материала с возможностью частичного или полного выведения ее из катушки. Введенная перемычка между двумя участками кольцевого сердечника, свободными от витков обмотки, увеличивает площадь сечения магнитной системы. При этом возрастают магнитный поток и индуктивность. При регулировании индуктивности не создается дополнительное магнитное поле, смещающее рабочую точку на нелинейную часть зависимости магнитной проницаемости от магнитной напряженности.

На фиг.2а и б изображены проекции предлагаемой катушки индуктивности на кольцевом сердечнике. Катушка индуктивности содержит обмотку 1, кольцевой магнитный сердечник 2 и перемычку 3 из магнитного материала. В качестве одной из реализаций катушка индуктивности размещена на подложке 4. В подложке имеется окно для направления перемещения перемычки при ее введении или выведении.

Регулирование индуктивности катушки осуществляется следующим образом. При введенной перемычке 3 магнитная система по отношению к каждой полуобмотке 1 на кольцевом сердечнике от одного участка кольцевого сердечника, который имеет контакт с перемычкой 3, так как свободен от витков обмотки, до другого диаметрально противоположного участка представляет собой параллельное соединение двух ветвей. Одна ветвь - это остальная часть кольцевого сердечника, а другая ветвь - это перемычка, соединяющая два участка кольцевого сердечника. В результате площадь сечения магнитной системы возрастает и, следовательно, возрастают магнитный поток и индуктивность. При полностью введенной перемычке значение индуктивности катушки максимальное, а при выведенной перемычке - минимальное. На фиг.2, б показан случай, когда перемычка введена частично. В предлагаемой катушке индуктивности на кольцевом сердечнике не создается дополнительное магнитное поле, смещающее рабочую точку на нелинейную часть зависимости магнитной проницаемости от магнитной напряженности. Рабочая точка при регулировании остается на начальной, относительно линейной, части этой зависимости, чем и достигается снижение нелинейных искажений по сравнению с аналогами.

Экспериментально исследована катушка индуктивности с числом витков 50. Изменение числа витков на один приводит к изменению индуктивности примерно на 4%. Введение перемычки из магнитного материала позволяет получить заданное значение индуктивности в этом интервале. При этом магнитная проницаемость материала перемычки может быть больше магнитной проницаемости материала кольцевого сердечника.

На фиг.3 приведена эта же катушка индуктивности, но дополненная механизмом перемещения магнитной перемычки. К магнитной перемычке 3 прикреплена пластинка 5. Через отверстие в этой пластинке проходит винт 6 в подложку 4.

ЛИТЕРАТУРА
1. Патент США 348847, кл. Н 01 F 21/06, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР 1094501, Н 01 F 21/06, 1982.

3. Преображенский А.А. Магнитные материалы и элементы. М.: Высшая школа, 1976, 336 с.

Изобретение может быть использовано в колебательных контурах и частотных фильтрах радиотехнических устройств различного назначения. В катушку между диаметрально противоположными участками магнитного сердечника вводится перемычка из магнитного материала, что позволяет регулировать индуктивность, не смещая рабочую точку на нелинейную часть зависимости магнитной проницаемости от магнитной напряженности. 3 ил.

Катушка индуктивности на кольцевом сердечнике, содержащая обмотку и кольцевой магнитный сердечник, отличающаяся тем, что в нее между диаметрально противоположными участками магнитного сердечника введена перемычка из магнитного материала с возможностью частичного или полного выведения ее из катушки.