Реферат: Разработка макета системы персонального вызова

ДЛЯ СИСТЕМЫ ИНДУКЦИОННОГО ПЕРСОНАЛЬНОГО ВЫЗОВА

2.1. Анализ методов повышения чувствительности индуктивных датчиков магнитного поля

При использовании индуктивных датчиков в качестве преобра­зователей магнитного поля для приемников системы персонального индуктивного вызова (СПИВ), необходимо добиться от них наи­большей чувствительности. От этого параметра зависит не только дальность приема, но и число ложных вызовов или непринятие вы­зова. Повышения чувствительности индукционных датчиков можно добится разными методами, каждый из которых имеет свои преиму­щества и недостатки. Рассмотрим эти методы.

Предположим, что рамка со средним диаметром Dc, имеющая w витков, намотанных медным проводом диаметром d, находится в магнитном поле H=H sin( t+ ). Если направление вектора напря­женности поля составляет с осью рамки (перпендикуляр к плоскости витков) угол Q, то индуцируемая в катушке Э.Д.С. оп­ределяется выражением

e = - -- cos Q (5)

где Ф= SH sin( t+ ) - магнитный поток, пронизывающий витки рамки;

- магнитная проницаемость сердечника, равная для возду­ха 4* *10Е-7;

S - площадь поперечного сечения сердечника или витка воз­душной рамки.

Подставляя в (5) все величины в системе СИ, получаем

Э.Д.С. рамки

e = - SH cos( t+ ) (6)

Проанализируем это выражение. Для увеличения ЭДС рамки можно увеличивать различные величины в правой части уравнения (6). Рассмотрим их.

1). От угла Q сильно зависит величина ЭДС. Например, при Q=90 cosQ=0 и ЭДС равна нулю, а при Q=0 она максимальна. Зна­чит для улучшения работы СПИВ требуется, чтобы угол между век­тором напряжености поля и перпендикуляром к рамке постоянно стремился к нулю. Это условие выполняется при правильной уста­новке передающей и приемной антенн. Например, если обе рамки (приемную и передающую) установить параллельно земле и в одной плоскости, то независимо от положения абонента величина вели­чина угла Q будет равна нулю.

2). Как видно из (6) наведенная в рамке ЭДС прямо пропор­циональпа частоте изменения поля. Но бесконечно увеличивать частоту нельзя, так как она переходит в радиодиапазон со сле­дующими из этого недостатками (смотри часть 1). Обычно частота передачи ограничивается диапазоном 20 - 100 КГц.

3). Число витков w катушки один из наиболее действенных методов повышения чувствительности магнитного преобразователя. Казалось бы число витков можно увеличивать безгранично. Но и здесь стоят свои ограничения. Как известно, катушка кроме ин­дуктивности имеет собственную емкость и активное сопротивле­ние, которые ограничивают количество витков рамки. Так при оп­ределенной величине w собственная резонансная частота рамки становится меньше частоты изменения принимаемого поля и даль­нейшее увеличение количества витков приводит не к увеличению чувствительности, а наоборот, к ее падению. Также имеет значе­ние и активное сопротивление Rакт рамки от которого в большой степени зависит ее добротность. При увеличении Rакт доброт­ность рамки падает, полоса пропускания становится больше и как следствие понижается помехозащищенность системы.

4). Чувствительность, как видно из (6), прямо пропорцио­нальна площади рамки. Здесь основным ограничением является размер индивидуального приемника индуктивного вызова. Он дол­жен обладать карманным размером или х