Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Rezonansowy układ LC na 125 kHz (RFID) - reaktancja pojemnościowa cewki

Kubbaz 26 Sie 2014 09:26 1572 3
  • #1 26 Sie 2014 09:26
    Kubbaz
    Poziom 26  

    Witam wszystkich Elektrodowiczów!

    Potrzebuję zrobić układ rezonansowy LC na 125,0 kHz z cewką jako anteną do wymiany danych RFID.

    Kupiłem gotową cewkę powietrzną okrągłą o średnicy 50 mm i indukcyjności 736 µH ± 10 %.
    Zmierzyłem ją dodatkowo mostkiem RLC. Poniżej przedstawiam wyniki uzyskane przy częstotliwości pomiarowej mostka RLC 100 kHz:

    Lserial = 751,6 uH @ 100 kHz
    Lparallel = 752,1 uH @ 100 kHz

    Rserial = 9,89 Ohms @ 100 kHz
    Rparallel = 22,54 kOhms @ 100 kHz

    Cserial = 3,36 nF @ 100 kHz
    Cparallel = 3,37 nF @ 100 kHz

    APO Q = 47,8

    Do rezonansu szeregowego na 125,0 kHz przy cewce o indukcyjności 751,6 µH potrzebny będzie kondensator o pojemności 2,16 nF, który przy odrobinie szczęścia i poszukiwań można dobrać przy użyciu miernika pojemności.

    Nasuwa mi się jednak pytanie czy szeregowa pojemność (reaktancja pojemnościowa) cewki indukcyjnej (3,36 nF) nie będzie miała wpływu na całkowitą pojemność układu LC - uwzględniając fizyczny kondensator 2,16 nF?

    Jeśli tak, to wówczas stricte widziana pojemność w obwodzie LC będzie 1,315 nF i tym samym częstotliwość rezonansowa wyniesie 160 kHz, co już jest poza częstotliwością RFID...
    Jeśli dobrze rozumuję, to wówczas należałoby dać szeregowy kondensator o pojemności 6,1 nF i wtedy rezonans wystąpi na 125,0 kHz.

    Poza tym jakiego typu kondensator polecacie to takiego typu układu LC?
    Czy musi być niskoimpedancyjny (Low ESR)?
    Czy lepiej ceramiczny (jeśli tak to z jakiej ceramiki) czy foliowy (jeśli tak, to z jakiej folii)?

    0 3
  • #2 26 Sie 2014 10:01
    wolacinio
    Poziom 13  

    Cos chyba pokręciłeś z dobraniem pojemności kondensatora. Patrz na załącznik.

    Cytat:

    Rezonansowy układ LC na 125 kHz (RFID) - reaktancja pojemnościowa cewki

    Nasuwa mi się jednak pytanie czy szeregowa pojemność (reaktancja pojemnościowa) cewki indukcyjnej (3,36 nF) nie będzie miała wpływu na całkowitą pojemność układu LC - uwzględniając fizyczny kondensator 2,16 nF?


    Jak dobrze pamiętam, pomija się reaktancje cewki,gdyż jest bardzo mała, ale nie daje głowy(nie pamiętam dokładnie).

    0
  • #3 26 Sie 2014 10:18
    Kubbaz
    Poziom 26  

    wg wzoru, który zamieściłeś, po przekształceniu na C:

    C = 1 / ( 4 x (PI)^2 x f^2 x L )

    co daje:

    4 x (PI)^2 = 39,478
    f^2 = 0,015625 x 10^12
    L = 0,7516 x 10^-3

    C = 1 / (39,478 x 0,015625 x 10^12 x 0,7516 x 10^-3)=
    = 1 / (0,463619 x 10^9) = 2,1569 x 10^-9 = 2,1569 nF = 2,16 nF

    poza tym:
    http://www.deephaven.co.uk/lc.html
    http://www.ekswai.com/en_lc.htm

    Poza tym to chyba Ty gdzieś popełniłeś błąd obliczeniowy, bo wg moich obliczeń przy L = 751,6 µH i C = 2,16 nF, częstotliwość rezonansowa wynosi f = 124,915 kHz, a nie 395 kHz.

    Więc wyliczenie pojemności 2,16 nF dla rezonansu w 125 kHz jest poprawne.

    Zrobiłem krótką i szybką symulację w PSpice'ie:

    Rezonansowy układ LC na 125 kHz (RFID) - reaktancja pojemnościowa cewki Rezonansowy układ LC na 125 kHz (RFID) - reaktancja pojemnościowa cewki

    R1, R2, L1 i C1 to model rzeczywisty cewki-anteny, którą kupiłem.
    Natomiast C2, to faktycznie rzeczywisty kondensator szeregowy dołączany do uzyskania rezonansu na 125 kHz. Dobroć tego układu LC wyszła na poziomie 28,74 (f0 = 124,711 kHz @ Vpp = 88,449 V, 0,5xVpp = 44,22 V => 126,860 kHz i 122,521 kHz, Δf = 4,339 kHz; Q = f0/Δf = 124,711/4,339 = 28,74)
    Jeśli nie popełniłem błędu w modelu cewki, to wynik tak czy inaczej jest poprawny, a przynajmniej taki jakiego bym oczekiwał.

    0
  • #4 26 Sie 2014 12:16
    wolacinio
    Poziom 13  

    Przepraszam. Faktycznie błąd w obliczeniach. Pomyska mili z mikro. Poprawiony wynik w załączniku.
    No wg. obliczeń wszystko by się zgadzało.

    0