bobine en nid d'abeille

Une bobine en nid d'abeille est un enroulement de fil multicouche où les couches successives sont décalées de sorte que les fils d'une couche s'imbriquent entre les fils de la couche supérieure et inférieure. Cet agencement étagé, ressemblant à une section transversale de nid d'abeille, réduit considérablement la capacitance qui s'accumule lorsque le fil est adjacent au fil dans une bobine étroitement enroulée. Dans les transformateurs RF, les selfs haute fréquence et les circuits de couplage d'antenne, la capacitance entre les spires peut résonner et déformer le signal. La géométrie en nid d'abeille augmente la distance effective entre les fils parallèles, ce qui diminue la capacitance par unité de longueur.

Le décalage est généralement obtenu en enroulant la première couche dans une direction sur une forme cylindrique, puis en enroulant la deuxième couche selon un angle, souvent de 45 degrés ou plus, de sorte que les fils tombent dans les creux de la première couche plutôt que de s'empiler. Ce motif se répète pour chaque couche successive. Le résultat est une bobine qui semble quelque peu lâche et tridimensionnelle plutôt que solide et compacte. Le nombre de couches varie de trois à huit ou plus, selon les exigences d'inductance et de fréquence.

Compromis et contraintes pratiques

Les enroulements en nid d'abeille nécessitent une plus grande longueur de fil qu'une bobine équivalente à une seule couche ou à plusieurs couches serrées, car le chemin du fil est plus long et moins direct. Ils occupent également un volume physique plus important pour une valeur d'inductance donnée. L'avantage est cependant mesurable : la capacitance peut chuter de 50 pour cent ou plus par rapport à un enroulement en panier standard ou couche par couche. Cela est particulièrement important au-dessus de 1 MHz, où l'auto-résonance et les pertes haute fréquence deviennent problématiques. Les bobines en nid d'abeille sont courantes dans les émetteurs radioamateurs, les récepteurs radio vintage et les circuits RF industriels où la bande passante et la fidélité du signal sont essentielles.

L'enroulement manuel d'une bobine en nid d'abeille est laborieux et demande de l'habileté pour maintenir l'angle de décalage de manière constante. L'enroulement mécanique existe mais nécessite un outillage spécialisé. Pour cette raison, les bobines en nid d'abeille se trouvent généralement dans les applications critiques en termes de performances ou à faible volume plutôt que dans la production de masse. La géométrie rend également l'enrobage ou l'encapsulation délicate, car la résine peut emprisonner l'air dans les zones creuses et créer des vides.

Le terme vient directement de la ressemblance visuelle avec la structure en nid d'abeille d'une abeille. Le nom est descriptif plutôt que propriétaire et est standard dans l'industrie de la radio et des bobines depuis le début du XXe siècle. La conception moderne des antennes et des filtres utilise toujours les principes du nid d'abeille, bien que la simulation et la mesure guident désormais le choix entre le nid d'abeille, l'enroulement en panier et d'autres motifs d'enroulement plutôt que la seule tradition.