Come realizzare un' induttanza per cross

[MBaudino]

Un nuovo giorno è nato e la notte ha portato altri dubbi.....come realizzare le induzzanze di un cross?

Devo realizzare un induttanza (da mettere in serie ad un woofer) da 1-1.5 mH circa.
Poichè il mio obiettivo è di realizzare un sistema con fattore di smorzamento alto, vorrei contenere la Rdc dell' induttanza in 0.25-0.3 ohm.

Le strade possibili mi sembrano tre:

a) induttanza in aria. Serve un mucchio di rame ( circa 1,5 kg, ) per ogni induttanza se voglio ottenere la Rdc voluta. Avrò presumibilmente maggiori problemi di flusso disperso.

b) su nucleo in ferro. I miei vecchi diffusori di Aloia avevano il solito complicatissimo crossover con tutte le induttanze avvolte su nucleo in ferro. Se lo ha fatto Lui (con la ''L'' maiuscola) sicuramente è la scelta migliore. Non credo che dimensionare il nucleo sia impresa sovraumana, il dubbio che mi resta ( a causa dei miei scarsi fondamenti teorici) è SE e COME varia l' induttanza al variare del livello del segnale.Mi aspetto che il fenomeno abbia maggiore influenza che in un TU e che a -60dB l' induttanza scenda di un 30%, mentre il condensatore sostanzialmente dovrebbe rimanere costante; il filtro dovrebbe quindi variare il suo punto di intervento. Probabilmente non è importante, ma è così???? La strada 'permalloy' mi sembra impraticabile.

c) su nucleo in ferrite o materiale simile: mi sembra che tutte le induttanze commerciali attorno ad 1 mH siano fatte così.... potrebbe anche esserci un motivo diverso dal loro basso costo e semplicità realizzativa, ma non lo vedo. Comunque, dove trovo nuclei per questo uso????

Voi come le realizzate le induttanze e quali conclusioni avete tratto?

Un ultima cosa: avvolgimento multifilare. Quale valore di frequenza uso per definire il diametro critico ( effetto pelle e prossimità): scelgo la frequenza di taglio, l' ottava superiore... o ancora oltre?

Buona giornata
Mauro

PS: nel caso di bobine in aria, qual'è il miglior compromesso per la schermatura???

[rlorello]

a) induttanza in aria. Serve un mucchio di rame ( circa 1,5 kg, ) per ogni induttanza se voglio ottenere la Rdc voluta. Avrò presumibilmente maggiori problemi di flusso disperso.

Flusso diperso non dovrebbe essere un problema, basta che le distanzi opportunamente dalle altre induttanze e tieni i nuclei ortogonali.

b) su nucleo in ferro. I miei vecchi diffusori di Aloia avevano il solito complicatissimo crossover con tutte le induttanze avvolte su nucleo in ferro. Se lo ha fatto Lui (con la ''L'' maiuscola) sicuramente è la scelta migliore. Non credo che dimensionare il nucleo sia impresa sovraumana, il dubbio che mi resta ( a causa dei miei scarsi fondamenti teorici) è SE e COME varia l' induttanza al variare del livello del segnale.Mi aspetto che il fenomeno abbia maggiore influenza che in un TU e che a -60dB l' induttanza scenda di un 30%, mentre il condensatore sostanzialmente dovrebbe rimanere costante; il filtro dovrebbe quindi variare il suo punto di intervento. Probabilmente non è importante, ma è così???? La strada 'permalloy' mi sembra impraticabile.

Non mi risulta che l'induttanza vari con il livello del segnale. Almeno finchè non satura il nucleo... Cosa da evitare dimensionandola opportunamente. L'effetto preponderante è quello di un aumento della distorsione, più che di spostamento della frequenza di intervento del filtro.

c) su nucleo in ferrite o materiale simile: mi sembra che tutte le induttanze commerciali attorno ad 1 mH siano fatte così.... potrebbe anche esserci un motivo diverso dal loro basso costo e semplicità realizzativa, ma non lo vedo. Comunque, dove trovo nuclei per questo uso????

Sono meno costose e più compatte, ma la ferrire satura prima (vedi sopra). Tutto dipende da quanta corrente ci deve scorrere dentro.
Io più che comprare i nuclei, ho sempre comprato l'induttanza commerciale, togliendo alcune spire a quella di valore immediatamante più elevato se il valore desiderato non era disponibile.

Voi come le realizzate le induttanze e quali conclusioni avete tratto?

Applico in ordine le soluzioni dalla a) alla c) in funzione del valore dell'induttanza e del ramo di x-over dove è impiegata.

PS: nel caso di bobine in aria, qual'è il miglior compromesso per la schermatura???

Come detto sopra perchè schermarle, basta spaziarle opportunamente.




--
Raffaele

[MBaudino]

Grazie per la risposta.
Ti spiego la genesi dei miei ragionamenti sulle induttanze con nucleo M6

Da una lettura probabilmente affrettata del Radiotron 1960 cap. 5 ho visto che la permeabilità magnetica (fissato il materiale) varia con la densità di flusso B secondo una curva a ''campana'' distorta (fig. 5.20 pag 244 cap 5).
Il valore di B è pari alla tensione applicata alle spire ( previe costanti e variabili varie, equaz. 2 pag. 243 cap 5); la permeabilità magnetica varierà quindi con la densità di flusso, che a sua volta varierà con il livello del segnale.
L' induttanza poi è proporzionale alla permeabilità magnetica, che varia con il segnale. Ne ho dedotto quindi che l' induttanza varia con il livello del segnale. Anche qualche simulazione con OPT mi da questo risultato.
Sulla base di queste considerazioni, ho ipotizzato che l' uso delle superleghe nei lamierini per trasformatori a basso livello di segnale fosse proprio dovuto al fatto di avere maggiori permeabilità a bassi livelli e maggiore costanza del valore di mu.
Le misure di induttanza su impedenze con nucleo poi danno riultati che variano con il livello.

Sulla base di queste considerazioni ho ipotizzato che nelle induttanze per cross fosse importante la costanza del valore dell' induttanza al variare del segnale; siamo già a bassi valori di tensione per 1w di uscita, quando siamo a -60dB (1mW) ho stimato una diminuzione significativa dell' induttanza e quindi una variazione significativa della frequenza di taglio.
Mi è parso di vedere alcune indicazioni sull' uso di un traferro nei nuclei EI o C di induttanze (anche nel caso delle ferriti): questo sicuramente per ridurre la probabilità di saturazione (ovviamente la bobina dovrà avere maggiori spire a parità di induttanza) ma anche per linearizzare l' induttanza ai bassi livelli (almeno così mi è parso).

Il fatto che tu dica che l' induttanza non varia con il segnale, mi fa venire il dubbio di aver capito male. Puoi chiarirmi le idee.

Sugli altri aspetti ci tornerò su in seguito, in quanto sono conseguenza del primo 'presupposto'
Ciao Mauro

[rlorello]

Mi è parso di vedere alcune indicazioni sull' uso di un traferro nei nuclei EI o C di induttanze (anche nel caso delle ferriti): questo sicuramente per ridurre la probabilità di saturazione (ovviamente la bobina dovrà avere maggiori spire a parità di induttanza) ma anche per linearizzare l' induttanza ai bassi livelli (almeno così mi è parso).

Non sono ferratissimo sui circuiti magnetici, ma questo quadra col fatto che le induttanze da x-over le ho sempre viste con il nucleo "aperto" per intenderci con il nucleo ad E invece che a EI. E questo probabilmente linearizza di molto il comportamento.

Sulla base di queste considerazioni ho ipotizzato che nelle induttanze per cross fosse importante la costanza del valore dell' induttanza al variare del segnale; siamo già a bassi valori di tensione per 1w di uscita, quando siamo a -60dB (1mW) ho stimato una diminuzione significativa dell' induttanza e quindi una variazione significativa della frequenza di taglio.

Come ho detto prima non sono così esperto sulla teoria, ma parlando sulla base dell'esperienza, le preoccupazioni riguardano sempre i segnali elevati, mai quelli deboli.

Però mi hai reso curioso, alla prima occasione vedo di fare qualche misura.



--
Raffaele

[MBaudino]

Però mi hai reso curioso, alla prima occasione vedo di fare qualche misura.

Proverò anche io, poi confrontiamo.
Relativamente alle bobine avvolte in aria, l' esperienza di Filippo in http://www.audiofanatic.it/Articoli/Bob ... tanze.html
indica che il problema può esistere.

Mi chiedo se il flusso disperso delle bobine su nucleo ( direi nel caso con traferro) possa essere magari meno intenso ma piu' direzionale.

Qualche commento sul diametro del filo in funzione della frequenza di taglio, sulla base di valutazioni degli effetti pelle e prossimità ?

Ciao Mauro

[MBaudino]

Però mi hai reso curioso, alla prima occasione vedo di fare qualche misura.

Per la variazione di induttanza, proverò anche io e poi confrontiamo.

Relativamente all' accoppiamento fra induttanze, per bobine avvolte in aria, l' esperienza di Filippo in http://www.audiofanatic.it/Articoli/Bob ... tanze.html
indica che il problema può esistere.

Mi chiedo se il flusso disperso delle bobine su nucleo ( direi nel caso con traferro) possa essere magari meno intenso ma piu' direzionale.

Qualche commento sul diametro del filo in funzione della frequenza di taglio, sulla base di valutazioni degli effetti pelle e prossimità ?

Ciao Mauro

[rlorello]

Relativamente all' accoppiamento fra induttanze, per bobine avvolte in aria, l' esperienza di Filippo in http://www.audiofanatic.it/Articoli/Bob ... tanze.html
indica che il problema può esistere.

Molto interessante, ma mi sembra che confermi quello che ho detto io: nel caso di assi ortogonali a 13 cm di distanza siamo nell'ordine di -60dB di attenuazione. E' a tutti gli effetti inudibile, stiamo parlando dello stesso segnale, non di un segnale scorrelato come un ronzio.

Qualche commento sul diametro del filo in funzione della frequenza di taglio, sulla base di valutazioni degli effetti pelle e prossimità ?

Per me a frequenze audio l'effetto pelle è assolutamente trascurabile. Per le induttanze da cross-over il filo lo scelgo solo in base alla resistenza serie desiderata.





--
Raffaele

[MBaudino]

Per me a frequenze audio l'effetto pelle è assolutamente trascurabile. Per le induttanze da cross-over il filo lo scelgo solo in base alla resistenza serie desiderata.

Immagino anche io che non sia il principale problema di un cross, ma se ho ben capito la fig 3.4B.6 in http://www.audiofaidate.org/articoli/Hi ... ndings.pdf
l' effetto pelle+prossimità potrebbe non essere a priori trascurabile nel caso di induttanze > 1mH e Rdc<0,3 ohm avvolte in aria, dato che richiedono molti strati di filo di grossa sezione.
Forse non c'è da perderci il sonno
Ciao Mauro

[plovati]

Mbaudino la mattina mangia pane e biblioteca audiofaidate.
Non lo fregate mica...



_________
Piergiorgio

[MBaudino]

... la mattina mangia pane e biblioteca audiofaidate.
[/right][/i]

No in genere alla sera... così poi ho gli incubi.


A parte gli scherzi, questa sera ho cominciato a montare i primi pannelli del prototipo del diffusore.... piccolo passo avanti.
Per il cross ovviamento parto con componenti comunissimi, la strada è lunga: poi ci penserò.
I dubbi che ho posto all' inizio del 3D sono in questa fase del tutto astratti , diciamo che mi farebbe piacere chiarirmi le idee.
Buona notte
Mauro

[rlorello]

Però mi hai reso curioso, alla prima occasione vedo di fare qualche misura.

Per la variazione di induttanza, proverò anche io e poi confrontiamo.

Sono riuscito a fare la prova seguente.
Si tratta di un filtro passabasso composto da una induttanza serie da 3.77 mH con nucleo di ferrite HQ (una di queste a cui avevo tolto delle spire http://www.audiokit.it/ITAENG/Induttanz ... ITCore.htm) e un condensatore da 79 uF in parallelo al carico costituito da una resistenza di 5.4 ohm.



Ho fatto 3 prove, a 0dBV, a -20dBV e a -30dBV.
Le curve verdi e azzurra sono quelle a -20 e a -30 traslate verso l'alto per confrontarla con la curva arancio a 0dBV.

A parte l'effetto del rumore alle alte frequenze, le differenze non mi sembrano apprezzabili.


Ciao.


--
Raffaele

[MBaudino]

Grazie, gentilissimo. Quindi i nuclei ''aperti'' non hanno il problema.
Ho smontato alcune bobine realizzate su nuclei in Fe-Si tipo E (quindi aperti, senza la I di chiusura) e, quando le potro' misurare, di ottenere risultati analoghi.
Ho anche recuperato una induttanza con nucleo EI chiuso, penso con traferro ma non si vede benissimo. Probabilmente in questo caso avò qualche variazione. Ti faccio sapere.
Mauro