PA3FWM，是大名鼎鼎
http://websdr.ewi.utwente.nl:8901/ 的制造者，最近看到他个人网站，上面有很多好东西，特此转载，以供学习！
原文
https://www.pa3fwm.nl/technotes/tn08a.html
指数可切换线圈 Pieter-Tjerk de Boer，PA3FWM pa3fwm@amsat.org（这是我为荷兰业余无线电杂志Electron 撰写的文章的一部分的改编版本，2014 年 5 月。）
高频天线调谐器的许多设计都采用了电感器（线圈），该电感器（线圈）可以在很大范围内变化，从几分之一微亨到几十微亨。这种可调线圈最常见的形式是滚轮电感器，但在本文中，我想提出一种替代方案，即具有一组适当选择的抽头的线圈形式。
滚轮电感器 滚轮电感器是长圆柱形线圈，与允许在线圈上滚动抽头的机构相结合，从而使用线圈的较大或较小部分。如果我们增加所使用的线圈的匝数，最初电感会以匝数的二次方增加（我在这里写了一个简短的解释）。然而，随着线圈变长，电感的增加速度减慢，最终仅与匝数成线性关系。这是因为线圈起始端和末端的匝数相距很远，几乎看不到彼此的磁场。滚轮电感器通常比其直径长得多，因此大多数情况下会表现出电感随匝数的线性增加。 带水龙头的线圈 制造可变电感器的另一种方法是使用开关来选择线圈上的一组（固定）抽头中的一个。显然，这有一个缺点，即电感只能逐步改变，而不是像滚轮电感器那样连续改变。因此，我们必须让步长“足够小”，但是步长越小，开关需要的位置就越多。那么这些步骤需要多小呢？1 µH 足够小，还是需要为 0.1 µH？事实证明，所需的步长取决于电感本身。如果电感较小，则步长也必须较小，而电感较大时，步长也可以较大。这与电阻器类似：这些电阻器是根据 E12 系列制造的，因此除了 10 欧姆之外，还有 12 欧姆出售，但除了 1000 欧姆之外，无法购买 1002 欧姆，因为只有少数应用程序在 1000 欧姆上使用 2 欧姆欧姆很重要。E12 系列的每一个电阻器都比其前身大 20%。从数学上来说，这称为指数增长。同样，在用于天线调谐器的可切换线圈的情况下，人们希望开关的每个位置，电感都增加固定的
百分比。
如果我们在每一匝上都进行一次抽头，那么最初，对于小电感，步长会太大，最后，对于较大的电感，步长会不必要地小。因此，一开始我们应该在匝的部分上进行抽头，但是由于接线的原因，这很困难，因为这些电线必须以某种方式连接到开关，这也会产生电感。在线圈的末端，我们可以跳过越来越多的匝数。
适应每个抽头电感增加的另一种方法是制作不同直径的匝。小直径的匝比大直径的匝具有更小的电感。因此，为了获得所需的指数增加，应该从小匝开始，并在线圈的过程中使它们越来越大，这样每一匝都会给出固定百分比的额外电感。剩下要做的“唯一”的事情是计算适当的直径。
电感计算 计算匝数不同的线圈的电感并不容易；对此没有现成的公式。但计算机可以计算这个。FastHenry 是一个合适的程序 。该程序采用包含大量直导线（它们一起形成线圈）坐标的输入文件，然后计算与该结构的两个连接之间的电感。为了对此进行实验，我编写了一个小型辅助程序，该程序允许我根据一组规定的线圈匝数直径为 FastHenry 生成输入文件。然后我研究了这些直径，直到根据 FastHenry 的说法，当选择不同的抽头时，电感以所需的方式增加。这是一个相当令人困惑的问题，因为改变第 10 匝的直径，不仅会影响从第 9 个抽头切换到第 10 个抽头时的电感增加，而且还会影响第 11 匝及后续匝的电感贡献。
实际实现 为了构建实际的线圈，我使用了一个坚固的 32 位旋转开关，该开关是在业余无线电跳蚤市场购买的。了解线圈机械结构的最佳方法是查看图片，这些图片显示了构造和最终物体的两个中间状态。通过将线圈的电线穿过一块有机玻璃来将其固定在适当的位置，其中在正确的位置钻了孔。
第一张图显示了放置一半匝数时的线圈；人们还可以清楚地看到从每个抽头到开关的电线。为了保持整个组件紧凑，我将其设计为在中途“折回”，如
第二张图片所示。因此，最后一个（最大）转弯再次靠近开关，围绕第一个（最小）转弯。图片还显示，最后几圈的直径是恒定的；因此，尺寸保持较小，但为了补偿这一点，在最后几次抽头之间跳过了一些匝数。
线圈未使用的部分并不是未连接，而是短路（通过开关），这也是滚轴线圈中的常见做法。这样做有两个原因：如果不这样做，线圈的未使用部分可能会产生非常高的电压，因为整个结构充当变压器，并且在未使用部分可能会发生不希望的谐振。将未使用的部分短路会稍微降低电感，因此在 FastHenry 建模中予以考虑。
测量结果 最后，我测量了线圈的性能，结果超出了我的预期。图4显示了每个开关位置的测量电感（红色）以及 FastHenry 预测的值（绿色）。比赛非常精彩；0.15 µH 的差异可归因于接线和开关，而 FastHenry 模型中不包括这些。几乎所有情况下测得的 Q（蓝线）都高于 150。该线圈现在已用于我的天线调谐器中，并且在实践中表现良好。 不幸的是，发布包含尺寸和钻孔模式的详细建筑计划是没有意义的，因为这完全取决于可用的交换机。开关位置的数量不仅决定了抽头的数量，还决定了机械细节。如果有一个合适且广泛使用的开关，我可能会确信重复该开关的计算，以便可以复制设计......
[ 此帖被咸康然在2024-01-06 18:10重新编辑 ]
