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对比几款无线接收线圈

作者:TSINGHUAJOKING卓晴发布时间:2024-09-24

  前面制作的无线起跑线接收电路,使用了一个10mH的工字型电感作为信号接收天线。这种电感是多层绕制的电感,对于 455kHz 的高频信号接收特性不好。下面准备将其替换成其它几款空心线圈进行测试。

二、线圈频率特性

  选择一个同样的工字型电感,在面包板上与一个1k欧姆的电阻串联。使用 ADALM2000 测量分压之后的频率特性。通过这个方法,评判一下电感的高频特性。扫描频率范围是 25MHz。

  测量1kHz 到25MHz 之间的频率特性。将结果进行反色,可以更加清晰一些。在前面,随着频率的上升,电感上的分压增加,当频率超过了第一个拐点之后,幅频特性接近于 0dB。不过令人感到奇怪的是,前面的相位测量居然是小于 0°。这不太符合电感的特性。具体为什么会是这样,现在我无法解释。当频率超过了1MHz,实际上,工字型的电感的感抗反而下降了,这是因为它的内部分布电容影响了两个管脚之间的感抗。

三、圆形天线

  下面使用一个多匝圆形线圈,替换工字型电感作为天线。直径大约5厘米,匝数估计为 100匝。将其替代原来的 10mH电感,可以看到,整个系统灵敏度大大提高了。天线靠近之后,放大后的信号波形使得三极管饱和了。由此可见,这种多圈大线圈大大提高了系统的灵敏度。

  下面测试一下这种无线IC线圈,他的直径大约1厘米左右,线圈匝数为 18匝。将其焊接在电路板 陶瓷谐振器前面,后面是三极管放大电路。

  测试此时系统的接收 455kHz 信号的灵敏性。发现,只有将线圈非常靠近接收线圈,才能够出现检测到的信号。这说明此时系统灵敏度降低了很多。而且,接收到的信号波形存在很多干扰。由此可见,这种小型的圆形线圈不适合作为接收天线。

  手边还有这种方形线圈,匝数为 11匝,将其连接到电路输入端,检测到的信号似乎有所提升。但还是远远小于前面大型线圈的效果。

  最后测试一下这种多层方形线圈。总共上下有五层。每层有20匝,所以总共有 100匝左右,尺寸大约为 2.5厘米乘以4.5厘米。将其连接到电路。可以看到它的效果也非常好。估计,将它的匝数降低到50匝,应该也能够满足要求。

  这种尺寸为 1.5厘米乘以 5厘米的多匝线圈,效果略小于刚才的线圈。他的尺寸更小,适合粘贴在电路板的一侧。基于此,是否可以将线圈做在PCB板上? 这样也可以节省外部焊接线圈的麻烦了。

※ 总  结 ※

  本文测试了几款圆形天线,通过测试可以看到,天线的面积以及匝数,对于接收信号的灵敏度影响很大。对比下来,尺寸为2.5厘米乘以4.5厘米,匝数为 100匝的线圈,效果最好。

参考资料[1]

基于C011F4 制作无线起跑检测模块: https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/142478319



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