Drut i średnica cewki heterodyny AM/FM – dobór grubości i fi, Unitra, głowice FM

Pytanie

jakiej grubości drut do nawinięcia cewki heterodyny i jakiej fi

Odpowiedź Sztucznej Inteligencji

Bezpośrednia odpowiedź na pytanie

• AM (długie/średnie/krótkie fale): drut emaliowany 0,08–0,20 mm; karkas/fi 5–10 mm (często ferryt z rdzeniem do strojenia).
• FM (88–108 MHz): drut miedziany srebrzony 0,6–0,8 mm (dopuszczalnie 0,5–1,0 mm); cewka powietrzna, fi wewnętrzne 4–6 mm, 2–5 zwojów, rozstaw ok. 0,5–1 średnicy drutu.

Kluczowe punkty:

• Dobór „grubości” i „fi” zależy od pasma pracy, wymaganej indukcyjności i Q cewki.
• Dla VHF (FM) preferuj cewki powietrzne i grubszy drut; dla AM – drobniejszy drut na karkasie 5–10 mm z rdzeniem ferrytowym.

Szczegółowa analiza problemu

• Cel: uzyskać indukcyjność L, która z pojemnością obwodu C (warikapy/trymer/zmienny kondensator + pojemności pasożytnicze) daje częstotliwość oscylatora f:
  • L = 1 / [(2πf)² · C]
• Charakterystyka strat:
  • AM (0,15–1,6 MHz): głębokość naskórkowa jest duża → drut 0,08–0,20 mm zapewnia rozsądny kompromis R/Q i łatwość nawijania. Cewki często na karkasach 5–10 mm z rdzeniem ferrytowym; liczba zwojów dziesiątki–setki (zależnie od zakresu).
  • FM (88–108 MHz): naskórkowość ~6–7 μm → prąd płynie przy powierzchni, warto zwiększać obwód przewodnika (grubszy, srebrzony drut). Cewki zwykle powietrzne, samonośne. W praktyce 2–5 zwojów, fi 4–6 mm, długość cewki zbliżona do jej średnicy (l/d ≈ 0,7–1,3) dla wysokiego Q i przewidywalnej indukcyjności.
• Przykładowe oszacowania:
  • FM 100 MHz, Ceff ≈ 10 pF → L ≈ 25 nH. Cewka powietrzna fi ≈ 5 mm, 2,5–3 zwoje drutu 0,6–0,8 mm z podziałką ~średnica drutu zwykle trafia w ten rząd wielkości.
  • AM 1 MHz, Ceff ≈ 150 pF → L ≈ 170 μH. To implikuje kilkadziesiąt–ponad sto zwojów drobnego drutu 0,1–0,15 mm na karkasie 6–8 mm z rdzeniem ferrytowym.
• Heurystyki geometryczne:
  • Pojedyncza warstwa, równe odstępy, l/d bliskie 1 podnosi Q.
  • Unikaj wielowarstwowych cewek w VHF (rośnie pojemność własna i spada częstotliwość graniczna).
  • Przy ferrytach pamiętaj o rozrzucie μ – strojenie rdzeniem jest konieczne.

Aktualne informacje i trendy

• W praktycznych modyfikacjach głowic FM (np. w popularnych polskich odbiornikach) spotyka się cewki heterodyny z grubym drutem (≈0,5–0,8 mm) i małym fi (2–5 mm) jako cewki powietrzne 3–5 zwojów; przy przestrojeniu z OIRT na CCIR redukuje się liczbę zwojów (np. z ok. 9 do ok. 4).
• Dla torów AM w tych samych odbiornikach cewki heterodyny mają zwykle druty 0,07–0,15 mm na karkasach ~5 mm z rdzeniami ferrytowymi i dużą liczbą zwojów.

Wspierające wyjaśnienia i detale

• Formuła Wheelera (cewka jednowarstwowa, powietrzna) ułatwia „trafienie” w L:
  • L(μH) ≈ (r² · N²) / (9r + 10l), gdzie r i l w calach (r – promień, l – długość cewki), N – zwoje.
• Materiał przewodnika:
  • Miedź emaliowana (DNE) – standard; w VHF warto stosować drut srebrzony (CuAg) dla minimalizacji Rf.
• Pojemności pasożytnicze:
  • Zbyt gruby drut i ciasne nawinięcie zwiększają Cwłasną i mogą obniżyć f. Zachowaj odstęp między zwojami 0,5–1 średnicy drutu w VHF.

Aspekty etyczne i prawne

• Strojenie heterodyny wpływa na zakres odbioru; nie dotyczy emisji, ale pamiętaj o bezpieczeństwie pracy (narzędzia niemagnetyczne, brak metalu w pobliżu podczas strojenia, ochrona oczu).

Praktyczne wskazówki

• Procedura doboru:
  1. Określ pasmo (AM/FM) i Ceff obwodu (warikapy, trymer, PCB).
  2. Wylicz L z równania rezonansu.
  3. Dobierz geometrię (fi i l/d ≈ 1), a z niej N przy pomocy formuły Wheelera.
  4. Wybierz drut:
     • AM: 0,08–0,20 mm (DNE).
     • FM: 0,6–0,8 mm (CuAg), samonośny.
  5. Wykonaj prototyp i zestrój (trymerem dla górnego końca pasma, rdzeniem/rozciągnięciem zwojów dla dolnego).
• Narzędzia: miernik L/C, analizator VNA lub częstościomierz, plastikowy „śrubokręt” do rdzeni, generator sygnałowy.

Ewentualne zastrzeżenia lub uwagi dodatkowe

• Bez znajomości konkretnego modelu radia i pasma można podać tylko zakresy typowe.
• Indukcyjność „widzi” też pojemności i indukcyjności pasożytnicze PCB/ekranu – finalne strojenie jest nieuniknione.
• Ferryty mają rozrzut przenikalności; te same liczby zwojów nie zawsze dadzą tę samą L.

Sugestie dalszych badań

• Zapoznaj się z: „formuła Wheelera”, „pojemność własna cewek – tabele Medhursta”, „naskórkowość i rezystancja AC przewodników”.
• Jeśli to dotyczy konkretnego modelu (np. dawnych głowic Unitry), warto sięgnąć do dokumentacji serwisowej danego odbiornika i opisów przestrojeń.

Krótkie podsumowanie

• AM: drut 0,08–0,20 mm, fi karkasu 5–10 mm z rdzeniem; wiele zwojów.
• FM: drut 0,6–0,8 mm (powietrzna), fi 4–6 mm, 2–5 zwojów.
• Zawsze licz L z żądanego f i C, a następnie dobieraj fi, N i średnicę drutu pod kątem wysokiego Q i stabilności mechanicznej.

Jeśli podasz pasmo (AM/FM), częstotliwość i przybliżoną pojemność obwodu, policzę dokładnie liczbę zwojów, fi i średnicę drutu dla Twojej cewki.