铁心电感小信号状态下的电感量非线性测量+磁芯电感测量+空心电感测量

hya1951

在我的"制作14芯空心大电感的理由"中,对于由于铁心的初始导磁率低造成的非线性提出了置疑,但是没有具体测量数据,怀疑总归只是怀疑,今日稍得空闲,做了一下试验,结果如下.
铁心:从钳形表钳口拆下,进口优质冷轧硅钢片,截面10X10mm,用0.59线绕制,电感表测量约1.02mH,串联4.7微法电容,用XD7低频信号发生器,数字交流电压表,及数字频率计,用谐振法测量不同电流下的电感改变量.
1.大信号,谐振时电感上电压2.3V,谐振频率2283Hz,流过电流0.157A
2.小信号,谐振是电感上电压0.23V,谐振频率2184Hz,流过电流0.0164A
计算结果,在通过电流变化9.55倍时,电感量变化约9%.
由于XD7输出能力有限,因此用了小截面铁心,绕制圈数也较多,如果用20X20mm铁心,则圈数可少一倍,那么铁心达到与上述实验相同的磁通密度,电流分别为大信号时1.256A(8欧喇叭为12.6W),小信号时0.1312A(8欧喇叭0.137W),对于灵敏度为89db/W*m的箱子，声压为80.4db/W*m,已经是相当响了.
小信号下的电感量变小,可能带来以下两个结果:
1.分频点发生偏移.
2.不论信号大小,交流信号总有过零点,由初始导磁率低造成的电感量改变必然会造成信号歧变,引起失真.
要引起铁心电感用家特别注意的有以下2点:
1.铁心不是越大越好,只要在最大信号时不饱和,够用就好,否则小信号时失真反而更大.
2.用普通电感表测得的电感量,可能只是在小信号时的电感量,与正常音量下的电感量实际是不一样的.
以上只是一孔之见,希望大家讨论,欢迎拍砖

DJ先锋

寻找线性更好的磁芯

恶熊1号

正在准备绕制铁芯电感!!

该如何降低信号失真?????

Julien

明白不了终究还是明白不了的

hya1951

1楼记录频率的时候写反了,刚才有重做了一次实验,应为,大信号时,谐振于2184Hz,小信号时谐振于2283Hz,小信号时由于电流小,铁心导磁率低,电感减小了9%,因此谐振频率提高,顺便提一句:根据电感表测出的电感量计算谐振点是2298,比小信号实测还高,证实我的推断,用普通电感表测得的铁心电感的电感量数值明显偏小,误差可达10%

flsws123

试验出来的数据，既有说服力，又有实用性。俺不懂这些理论，只讲实用。问下楼主
1.铁心不是越大越好,只要在最大信号时不饱和,够用就好,否则小信号时失真反而更大.。这铁心的大小怎么掌握？怎样做到在最大信号时不饱和,够用？
2用磁芯的结果是否和铁心是一样的？
谢谢

大航海

不妨试试不同频率下电感量的变化，看看铁芯和空芯有没有区别

hya1951

原帖由 flsws123 于 2009-3-5 23:45 发表
试验出来的数据，既有说服力，又有实用性。俺不懂这些理论，只讲实用。问下楼主
1.铁心不是越大越好,只要在最大信号时不饱和,够用就好,否则小信号时失真反而更大.。这铁心的大小怎么掌握？怎样做到在最大信号时 ...

铁心的计算可参照变压器算法,具体的还要看铁心质量,好一点的进口冷轧片,在绕变压器时可用到10000高斯以上,但已经进入部分饱和状态,保守一点用到6000左右应无问题,如果是质量差的铁片就不好说,具体铁心截面的选取,应该与输出功率,分频点,电感量等都有关,J版做过,请他介绍下
磁芯没试过,不好说,等有空实验以后再发表意见,磁芯的初始导磁率低的死区可能小些,但最大磁通密度只有铁心的1/5,线性区间可能不会比铁心更大

chenasxz

铁芯磁滞回线造成的失真在一定程度上给音乐增加了一点偶次谐波失真，如果想铁芯不饱和的话，铁心的功率应该比输出到喇叭单元的功率大1倍

想要失真少的话还是用空心电感

hya1951

原帖由 大航海 于 2009-3-6 08:26 发表
不妨试试不同频率下电感量的变化，看看铁芯和空芯有没有区别

空心电感肯定是线性的,铁心电感我关注的仅是分频点附近的频率,影响最大,高于或低于分频点一个倍频程以上,电感量变化10%,影响就很小很小了

hya1951

材料:牌号为PC40的优质磁芯,截面1.8cm平方,约1.3mH,仍用谐振法测量电感变化量,由于磁芯的饱和磁通是铁心的1/5,为了使结果与铁芯电感有可比性,测量的磁通密度为铁心的1/5左右,大信号电感电压为0.8V,谐振频率为2018Hz,小信号电感电压为0.08V,谐振频率为2024Hz,变化很小,换算为电感变化仅为0.6%,比铁心的小了15倍!很明显,用磁芯能大幅度降低小信号失真.

hya1951

原帖由 chenasxz 于 2009-3-6 08:52 发表
铁芯磁滞回线造成的失真在一定程度上给音乐增加了一点偶次谐波失真，如果想铁芯不饱和的话，铁心的功率应该比输出到喇叭单元的功率大1倍

想要失真少的话还是用空心电感

铁心磁滞回线造成的失真对信号的正半周与负半周的影响是一样的,由于正负对称,应该是奇次而不是偶次谐波失真

hya1951

原帖由 gnix 于 2009-3-6 15:18 发表
楼主能否再测试下空心的?

空心的就不用测了,除了有直流电阻外,空心电感是最接近理想电感的,因为空气永远不会磁饱和而且导磁率恒定为1

恶熊1号

能不能加大磁芯的测度功率？？？
感觉0.8V的大信号电压过小了。
会不会电压大了后，失真会增大？？？

维卡亚

楼主能否把测量时的线路图画出来？

hya1951

原帖由 恶熊1号 于 2009-3-6 15:50 发表
能不能加大磁芯的测度功率？？？
感觉0.8V的大信号电压过小了。
会不会电压大了后，失真会增大？？？

我这是在测量小信号失真问题,只是研究60-70db的小音量状态,与正常音量(80-90db)下的电感量有没有改变,至于真正的大信号应该是10V-20V的电压,那是在研究大信号失真,是另外一个课题.此外我现在用的信号发生器输出不了很大功率,因此试验的电感都是较小的,这没关系,我现在要的结论是各种材料的线性范围,真正制作电感时,按比例扩大截面,功率就上去了.

nark

老兄有没有用大功率环牛的铁心测过啊,我记得HIFI音响那里有个高手说过效果会很好的.是用在低频300HZ以下

hya1951

原帖由 维卡亚 于 2009-3-6 16:02 发表
楼主能否把测量时的线路图画出来？

电感与4.7微法电容串联后接在XD7低频信号发生器的600欧输出端(相当于一个内阻为600欧的交流恒流源),组成一个串联谐振回路,两个交流数字电压表,第一个接在XD7输出端,作为,调节谐振的指示,另一个接在电感上,测量电感上的电压,数字频率计并在电容上.
1.调节XD7的输出频率,使第一个电压表读数最小,电路发生谐振,再调节XD7的输出幅度,使第二个表上的电压为2.3V(大信号),再仔细调节谐振点,读出频率计上的数值F1=2183Hz.
2.再一次调节XD7输出幅度,使电感电压为0.23V,这时电路要重新仔细调节谐振点,读出频率计上的数值F2=2283Hz
3.根据电感量与谐振频率的计算公式,算出电感值的改变量.