Sú náročnejšie. Na puzdro kondenzátora sa zvyčajne vzťahujú nasledujúce informácie:

Menovitá kapacita;

Menovité (maximálne povolené) napätie;

TKE (kapacitný teplotný koeficient).

Tolerancia a TKE sú uvedené len pre "dobré" kondenzátory, t.j. filmové, keramické a sľudové; pre polárne kondenzátory sú tieto dva parametre také obrovské, že nie sú ani uvedené. Na "životne dôležitých" miestach je možné použiť polárne zariadenia len na filtrovanie napájacieho napätia.

Začnime domácimi nepolárnymi kondenzátormi. Pri kondenzátoroch do 100 pF nie sú parametre na puzdre najčastejšie vôbec uvedené. Neviem, s čím to súvisí, asi je škoda, že výrobcovia plytvajú farbou na takéto „drobnosti“. Kapacitu takýchto kondenzátorov je možné zistiť iba nepriamo ich meraním Xc pri nejakej presne známej frekvencii f a dosadením týchto údajov do vzorca:

kde U reH - výstupné striedavé napätie generátora, V; 1 s - prúd cez, mA; freH-, kHz; C je kapacita kondenzátora, pF; 2π « 6.28. Rozsah kapacít "farebných" kondenzátorov je uvedený v tabuľke. 3.3. Údaje prevzaté z článku A. Perutského, Radiomir, č. 8, 2003, s. 3.

Ale na niektorých kondenzátoroch tejto kapacity a na väčšine kondenzátorov s väčšou kapacitou sú uvedené parametre. Kapacita je označená číslami, písmeno "p" (podľa starého štandardu - "P") znamená "pikofarady", "p" ("N") - "nanofarady", "μ" - "mikrofarady". Kapacita je šifrovaná rovnako ako , t.j. "47H" znamená 47 nF (0,047 uF) a "H47" alebo "470r" - 470 pF (0,47 nF). Ak je kapacita kondenzátora vyjadrená v pikofaradoch, potom písmeno „p“ alebo „P“ zvyčajne nie je nakreslené na jeho puzdre, to znamená, že ak má kondenzátor „1000“ bez akýchkoľvek ďalších identifikačných značiek, potom je jeho kapacita 1000 pF.

Približnú kapacitu filmových a sľudových kondenzátorov je možné určiť podľa veľkosti ich balenia: čím väčšia je kapacita pri rovnakom maximálnom povolenom napätí, tým väčšie je balenie. So zvýšením maximálneho povoleného prevádzkového napätia sa zväčšia aj rozmery kondenzátora. Keramické kondenzátory rôznych kapacít používajú rôzne dielektrika s rôznymi dielektrickými konštantami, takže pre dva kondenzátory rovnakej veľkosti sa kapacita môže líšiť o stovky ... tisíckrát. Ale čím väčšia je dielektrická konštanta použitého dielektrika, t.j. čím menší je pomer "povrchová plocha kondenzátora x jeho kapacita", tým vyššia je vnútorná hodnota. Preto je nežiaduce používať keramiku na filtrovanie vysokofrekvenčného rušenia a zvlnenia v napájacích zberniciach a iných obvodoch, ktorými preteká značný vysokofrekvenčný prúd. Ideálna je sľuda, ale sú „veľké“ a drahé, preto je lepšie použiť do takýchto reťazí filmové reťaze.

Tolerancia pre kondenzátory je v rozsahu 5 ... 20% a je označená rovnakými písmenami (vždy sú veľké - „veľké“) ako pre odpory. Navyše, ak je nádoba označená latinkou (p, p, m), potom je tolerancia označená latinkou. Mimochodom, Rusi označujú svoje časti s 5% toleranciou písmenom „I“ a všetky ostatné krajiny písmenom „J“.

TKE pre kondenzátory je najčastejšie nevýznamné, ale v niektorých zariadeniach (master) je žiaduce, aby bolo vôbec nulové. Vzniká v dôsledku skutočnosti, že keď sa kondenzátor zahrieva, jeho dielektrikum sa veľmi mierne rozširuje, vzdialenosť medzi doskami sa zväčšuje, v dôsledku čoho sa kapacita kondenzátora znižuje. To znamená, že pre takýto kondenzátor je TKE záporný. Existuje aj pozitívna TKE. Tento koeficient je maximálny (v module) pre keramické kondenzátory a čím väčšia je kapacita kondenzátora a jeho rozmery sú menšie, tým väčšia je TKE. Pre filmové kondenzátory je TKE extrémne malý (a zvyčajne negatívny), zatiaľ čo pre sľudové kondenzátory je vo všeobecnosti takmer nulový.

Ako veľmi sa mení kapacita kondenzátora so zmenou teploty, môžete zistiť pomocou vzorca:

kde C je kapacita kondenzátora pri počiatočnej teplote; C D1 - kapacita kondenzátora pri zmene teploty o At (v stupňoch Celzia alebo Kelvina).

Je potrebné deliť miliónom - TKE je extrémne malá hodnota a ak sa pred aplikáciou na puzdro kondenzátora týmto číslom nevynásobí, za desatinnou čiarkou bude priveľa núl.

TKE pre všetky kondenzátory je normalizovaná a môže sa rovnať (podľa domácej normy je na obale kondenzátora označená ako "MPO", podľa európskej - "NPO", "COG", "SON", "SN" - tieto sú rovnaké); -47 (M47 - podľa starého domáceho štandardu; na prípadoch domácich kondenzátorov, ktorých označenie a tolerancia sú uvedené latinskými písmenami, je označené písmenom "U"); -75 (M75, "M"); -750 (M750, N750 - európska norma, "T"); -1500 (M1500, "V"); +100 (P100). Pre veľké kondenzátory (keramické, viac ako 0,01 μF) je TKE už veľmi veľký a pod vplyvom teploty sa kapacita kondenzátora môže zmeniť o 30% (NZO, "D", X7R, X7B), 70% ( H70) alebo 90 % (H90, "F"); pre dovážané kondenzátory je maximálna zmena kapacity 50% (Y5V, Z5U), keď sa teplota zmení o 50 ... 80 ° С.

Tiež kapacita keramických kondenzátorov sa tiež mení pod vplyvom napätia. Pri kondenzátoroch Y5V, keď sa napätie zvyšuje z 5 na 40 V, kapacita klesá o 70%.

Ryža. 3.27. Dešifrovanie označenia kondenzátorov

Na dovážaných kondenzátoroch je kapacita uvedená iba v zašifrovanej forme - bez písmen. Označuje sa buď ako pre povrchové rezistory (v pikofaradách sú prvé dve číslice nominálna hodnota, tretia je počet núl; „100“ a „101“ sú 100 pF; pre kondenzátory do 100 pF horná časť puzdra (približne 1/10 zo strany názvu) je niekedy prelakovaná farbou; kapacita kondenzátorov 1 ... 9 pF je označená jedným číslom a môže byť ľubovoľná, kapacita všetkých ostatných kondenzátory sa riadia sériou E24), alebo v jednotkách AEC (v mikrofaradách a nula na desatinnú čiarku (alebo skôr bodka) nie je nastavená, t. j. na kondenzátore 2200 pF sa zapíše „.0022“, čo zodpovedá 0,0022 uF). Hodnota tolerancie, max prípustné napätie a TKE sa nepoužíva na prípady väčšiny týchto kondenzátorov.

Najjednoduchšie v elektrolytických kondenzátoroch. Ich kapacita je uvedená v mikrofaradoch („μF“ alebo „μι“) a napätie je uvedené vo voltoch („V“ alebo „V“), Tolerancia a TKE sa nikdy nepoužívajú, na niektorých dovážaných kondenzátoroch označujú teplotný rozsah , v rámci ktorej je zaručený výkon kondenzátora (t.j. tekutý elektrolyt nezamrzne ani nevykypí). Na domácich kondenzátoroch je znamienko „+“ umiestnené v blízkosti kladného pólu, na dovážaných, v blízkosti záporného pólu, rovnobežne s puzdrom, nakreslia slučkovú čiaru, vo vnútri ktorej je v krátkych intervaloch nakreslené „-“. V sporných prípadoch sa ten správny dá určiť pomocou mikroampérmetra a batérie (akumulátora) na 6 ... 12 V - pri „nesprávnej“ polarite potečie prúd stokrát viac ako pri „správnej“ polarite.

Pre lepšie pochopenie vyššie uvedeného obr. 3.27 obsahuje príklady označovania väčšiny domácich a dovážaných kondenzátorov.

Stabilizácia frekvencie amatérskych zariadení

Stabilizácia frekvencie podomácky vyrobeného transceivera alebo prijímača pre rádioamatérov všetkých generácií nebola ľahká úloha. Získanie skúseností si vyžaduje čas, aby ste potom mohli začať stavať transceivery, ktorých frekvencia „nepláva“ a „neplače“.

Nestabilita frekvencie parametrického generátora, generátora, v ktorom hodnota frekvencie závisí od hodnoty indukčnosti cievky a kapacity slučkového kondenzátora, závisí od dvoch hlavných parametrov. Prvým je stabilita parametrov obvodov na nastavenie frekvencie a druhým stabilita parametrov prvkov, pasívnych aj aktívnych, ktoré tvoria obvod generátora. Ale samozrejme, hlavným nepriateľom pre stabilitu frekvencie generátorov je teplota. Prekonaním vplyvu teplotných zmien na činnosť obvodov na nastavenie frekvencie je možné vytvoriť stabilný generátor.

Žiaľ, realita nie je taká jednoduchá. Okrem toho sa v súčasnosti pozoruje zaujímavý trend. Úroveň rozvoja rádioelektroniky každým rokom rastie, počet tranzistorov na milimeter plochy sa pohybuje v tisíckach a stabilita frekvencie lokálneho oscilátora vo väčšine podomácky vyrobených rádioamatérskych zariadení nestúpa, ale dokonca klesá.

Dôvody, prečo sa to deje, prečo veľa starých elektrónkových domácich dizajnov prijímačov a transceiverov (napríklad slávny „ UW 3DI “) „drží“ frekvenciu oveľa lepšie ako mnohé moderné domáce transceivery, zvážime nižšie.

Teplotná nestabilita cievky a kondenzátora

Najčastejším dôvodom zmeny frekvencie generátora je zahrievanie jeho častí počas prevádzky. Je to spôsobené tým, že pri zmene teploty častí rádia sa menia ich rozmery. Čím rýchlejšie sa časti generátora zahrievajú, a teda menia veľkosť, tým väčšia je zmena frekvencie generátora. Rádioamatéri sú si dobre vedomí tohto efektu, ktorý sa nazýva „vypnutie počiatočnej frekvencie“. Keď je zariadenie zapnuté, počas prvých 15-30 minút dochádza k hlavnému ohrevu častí generátora, v dôsledku čoho sa frekvencia generátora obzvlášť výrazne mení.

Pri zahrievaní sa induktor hlavného oscilátora zväčšuje. V dôsledku toho sa zvyšuje indukčnosť tejto cievky a znižuje sa frekvencia generátora. Relatívna zmena hodnoty indukčnosti tlmivky od jej teploty sa vyjadruje v TCI.

TCI - teplotný koeficient indukčnosti, ukazuje relatívnu zmenu indukčnosti cievky pri zmene jej teploty o 1°C.

Na frekvenčné ladenie generátorov sa zvyčajne používajú variabilné vzduchové kondenzátory. Pri zahrievaní sa tieto kondenzátory zväčšujú. S nárastom všetkých fyzikálnych rozmerov variabilného kondenzátora sa zvyšuje jeho kapacita. Relatívna zmena hodnoty kapacity kondenzátora od jeho teploty je vyjadrená v TKE. Frekvenčná nestabilita oscilátora bude závisieť od typu kondenzátora použitého v obvode nastavenia frekvencie.

TKE - teplotný koeficient kapacity, ukazuje relatívnu zmenu kapacity kondenzátora pri zmene jeho teploty o 1°C.

Z variabilných vzduchových kondenzátorov sú obzvlášť nestabilné kondenzátory z hliníkovej zliatiny. Tieto variabilné kondenzátory sú široko používané v domácich rádiách. TKE variabilných kondenzátorov vyrobených z hliníkových zliatin s medzerou medzi doskami 0,3-0,6 mm je v rozsahu (100-200) * 10 -6 deg -1.

Variabilné kondenzátory na báze zliatin medi (kapacitná mosadz) sú menej ovplyvnené teplotou. Pre špeciálne účely sa vyrábajú vysoko stabilné variabilné kondenzátory zo zliatin necitlivých na teplotu, najmä z Invaru. Pre stabilné kondenzátory sa používajú vysoko kvalitné izolátory. Vysokokvalitné variabilné kondenzátory sú niekedy dostupné s postriebreným povrchom. Dosky kondenzátorov vyrobené zo zliatin medi majú zvyčajne špeciálny ochranný povlak, ktorý umožňuje spájkovanie a zabraňuje korózii dosiek kondenzátora pri vystavení vlhkosti. Vysoko stabilné variabilné kondenzátory sa vyrábajú s medzerou medzi doskami 1-1,5 mm. TKE vysoko stabilných variabilných kondenzátorov môže byť v rozsahu (10-30) * 10 -6 deg -1 . 10-20 krát stabilnejšie ako TKE jednoduchých domácich hliníkových variabilných kondenzátorov!

Takže situácia, ktorá sa vyvíja s teplotnou stabilitou obvodov na nastavenie frekvencie generátora, sa ukazuje ako zložitá. TCI cievky umiestnenej v obvode nastavenia frekvencie má kladnú hodnotu. Variabilný kondenzátor má tiež kladný TKE. V dôsledku toho sa pri zahrievaní obvodu na nastavenie frekvencie obsahujúceho takúto cievku a takýto kondenzátor zníži jeho frekvencia. Tento jav je dobre známy každému rádioamatérovi. Frekvencia vysielača alebo prijímača, keď je zapnutá, plynulo klesá.

Uvedenie nesprávne navrhnutého transceivera do vysielania môže spôsobiť ďalšie zvýšenie frekvenčnej nestability. Je to spôsobené tým, že pri vysielaní vedie koncový stupeň transceivera dodatočné zahrievanie vnútorných častí transceivera a následne aj častí generátora. Frekvencia počas prenosu začne klesať. Po ukončení prenosu sa časti koncového stupňa ochladia, teplota vo vnútri transceivera klesne a frekvencia začne opäť plávať, ale už hore.

Obvody na nastavenie frekvencie zahŕňajú nielen tlmivku s premenným kondenzátorom. V tomto obvode sú zvyčajne zahrnuté aj ďalšie permanentné kondenzátory. Pomocou týchto prídavných kondenzátorov sa vykonáva teplotná stabilizácia frekvencie. Zvážte fungovanie týchto kondenzátorov.

Stabilizácia frekvencie pomocou kondenzátorov

Na prvý pohľad sa zdá logické, že všetky kondenzátory s pevným dielektrikom budú mať aj kladný TKE. To je pravda a väčšina kondenzátorov s pevným dielektrikom z prírodných materiálov má kladný TKE. Avšak dielektrická konštanta syntetickej kondenzátorovej keramiky je závislá od teploty. So zvyšujúcou sa teplotou, v závislosti od typu keramiky, sa jej dielektrická konštanta môže zvyšovať alebo znižovať. Preto je možné pomocou špeciálnych druhov kondenzátorovej keramiky vyrábať kondenzátory s konštantnou kapacitou negatívne TKE .

Zaradením kondenzátora so záporným TKE do obvodu nastavenia frekvencie sa cievka a variabilný kondenzátor ktoré majú kladnú TKE, je možné dosiahnuť teplotnú stabilizáciu frekvencie. Z tohto dôvodu sa nazývajú záporné kondenzátory TKE termokompenzačné kondenzátory.

TKE kondenzátora je zvyčajne uvedená na jeho obale vedľa hodnoty kapacity. Pri niektorých starších typoch kondenzátorov z minulých rokov ich TKE označuje farbu puzdra. TKE sľudových kondenzátorov (typ SGM) možno určiť podľa písmena na obale. stôl 1 uvádza hodnotu TKE pre sľudové kondenzátory písmenom a pre keramické kondenzátory predchádzajúcich rokov výroby farbou puzdra.

stôl 1

TKE sľuda a "staré" keramické kondenzátory

Keramické kondenzátory		Sľudové kondenzátory
Farba	TKE (skupina)	skupina TKE	TKE na 1 stupeň Celzia
červená	M700		nie sú štandardizované
Oranžová	nie sú štandardizované		200×10-6
zelená	M1300		100×10-6
Modrá	P120		50×10-6
sivá	P30		120×10-6
biely	M80
Modrá	M50

· M - TKE je záporný (mínus)

· P - TKE pozitívny (plus)

Upozorňujeme, že pre sľudové kondenzátory je TKE označené ako „+-“. Pre veľkú väčšinu sľudových kondenzátorov je TKE pozitívny. Sľuda používaná ako dielektrikum v sľudových kondenzátoroch prechádza pred výrobou týchto kondenzátorov špeciálnym spracovaním, takzvaným školením. V dôsledku toho sa vlastnosti sľudy zafixujú a dosiahne sa výroba sľudových kondenzátorov s normalizovaným TKE. Ale v priebehu času a pri prevádzke v určitom teplotnom rozsahu môže určité množstvo sľudových kondenzátorov získať negatívny TKE.

Rádioamatér môže predpokladať, že TKE sľudových kondenzátorov je kladné. Treba pamätať na to, že najmä sľudové kondenzátory a niektoré keramické majú nepríjemný efekt, ktorý je tzv "blikanie kapacity" .

Efekt „blikania kapacity“ sa prejavuje ako rýchle, nepravidelné zmeny kapacity a strata kondenzátora, keď je napájaný vysokou frekvenciou. Ak je blikajúci kondenzátor v obvode na nastavenie frekvencie, frekvencia tohto obvodu sa bude tiež náhodne meniť.

Ak sa takýto kondenzátor dostane do obvodu nastavenia frekvencie, povedie to k smutným následkom pre činnosť generátora ... Pri výrobe keramických kondenzátorov bez blikania sa používa najmenej trojnásobné striebrenie keramiky. Keramické dielektrikum má zväčšenú hrúbku. Prevádzka kondenzátorov pri zníženom vysokofrekvenčnom napätí znižuje efekt blikania. Vyrábajú však špeciálne kondenzátory bez blikania, ktoré môžu pracovať pod značným vysokofrekvenčným napätím.

Na kondenzátoroch mnohých typov vyrábaných v posledných rokoch sú ich parametre - tolerancia, napätie a TKE zakódované latinkou. Pri označovaní takýchto kondenzátorov prvé písmeno za označením ich menovitej hodnoty označuje prípustnú odchýlku v percentách, druhé - TKE, tretie (nemusí byť) - napätie. V kondenzátoroch, kde TKE nie je podstatná hodnota, napríklad v elektrolytických, druhé písmeno vždy znamená napätie. tabuľka 2 ukazuje písmenové označenie TKE pre moderné typy kondenzátory.

tabuľka 2Písmenové označenie TKE

TKE	P100	P60	P33	MP0	M33	M47	M75	M150	M220
Označovanie
TKE	M330	M470	M750	M1500	M2200	M3300
Označovanie		T

· MP0-kondenzátor má nulové TKE, t.j. pri zmene teploty sa kapacita kondenzátora nemení

Pre kondenzátory vyrobené z nízkofrekvenčnej keramiky sa parameter TKE nepoužíva. Používajú sa označenia „H10“ ... „H90“, kde obrázok označuje možnú odchýlku kapacity kondenzátora v percentách v teplotnom rozsahu od -60 do +85 stupňov vzhľadom na kapacitu kondenzátora pri teplote 20 stupňov. Samozrejme, takéto kondenzátory by sa nikdy nemali používať v obvodoch na nastavenie frekvencie! V niektorých moderných typoch kondenzátorov je táto odchýlka kapacity označená latinským písmenom. Tabuľka 3 dáva tieto písmenové označenia pre nízkofrekvenčné keramické kondenzátory.

Tabuľka 3Písmenové označenie nízkofrekvenčných keramických kondenzátorov

Odchýlka kapacity	H10	H20	H30	H50	H70
Označovanie

Takže pomocou tepelne kompenzačného kondenzátora musíme kompenzovať teplotnú nestabilitu, po prvé, kondenzátor so vzduchovým dielektrikom používaným na ladenie frekvencie tohto generátora a po druhé, induktory generátora. Zatiaľ čo je relatívne ľahké kompenzovať teplotnú nestabilitu vzduchovo-dielektrického premenlivého kondenzátora, môže byť dosť ťažké zabezpečiť teplotnú kompenzáciu pre induktor.

Induktor v obvode generátora

Induktor je hlavným prvkom, ktorý zavádza nestabilitu do obvodu nastavenia frekvencie generátora. Na rozdiel od kondenzátorov nie sú tlmivky vyrábané ruskými rádiovými továrňami jednotnými časťami. To znamená, že rádiové továrne nevyrábajú cievky s určitou indukčnosťou a TCI. Pri výrobe určitého produktu obsahujúceho tlmivky závod, ktorý tento produkt vyrába, preň zvyčajne vyrába tlmivky podľa vlastných špecifických požiadaviek.

To isté teraz platí pre mnohých rádioamatérov. Rádioamatér, ktorý robí nejaký dizajn, mu často sám vyrába induktory. V našom veku univerzálneho zjednocovania sa tento stav javí dokonca trochu zvláštny ... Na Západe sa však už dlho vyrábajú jednotné tlmivky, ktoré sú široko používané v priemysle aj rádioamatérmi pri výrobe domácich štruktúry. Samozrejme, použitie hotových návrhov cievok pre obvody na nastavenie frekvencie značne uľahčuje život rádioamatérovi.

Vytvorenie stabilnej cievky navrhnutej na prácu v obvode na nastavenie frekvencie je náročná úloha. Bez potrebných skúseností, bez príslušných materiálov si s tým rádioamatér neporadí. Preto, ak je to možné, je potrebné v obvode nastavenia frekvencie použiť tlmivku z nejakého priemyselného zariadenia. Okrem toho musí byť táto cievka vyrobená s ohľadom na opatrenia na zabezpečenie jej stability.

Čo ovplyvňuje stabilitu parametrov tlmivky? Samozrejme, najvýznamnejším faktorom jej vplyvu je teplota. So zvyšujúcou sa teplotou sa zväčšujú rozmery cievok a následne sa zvyšuje ich indukčnosť. Ale teplota ovplyvňuje nielen TCI. So zvyšovaním teploty sa zvyšujú dielektrické straty v materiáli, z ktorého je vyrobený rám cievky a zvyšuje sa aktívny odpor drôtu cievky. V dôsledku toho klesá kvalitatívny faktor cievky. Pokles kvalitatívneho faktora v priemyselných zvitkoch môže byť 10 % pri zvýšení teploty zvitku o 30 stupňov. Pri domácich zvitkoch môže byť pokles ich kvalitatívneho faktora pri zahrievaní ešte väčší. Zníženie kvalitatívneho faktora cievky použitej v obvode nastavenia frekvencie vedie k zníženiu amplitúdy generovaných kmitov a k zvýšeniu hluku generátora.

Samozrejme, pre rádioamatéra je najnepríjemnejšie, že so zvyšujúcou sa teplotou cievky sa zvyšuje jej indukčnosť. TCI priemyselne vyrobených cievok používaných v obvodoch na nastavenie frekvencie môže byť v rozsahu (10-300)10-6 deg-1. Cievky s malým TCI sú veľmi drahé na výrobu. Na výrobu ich rámu sa používajú špeciálne materiály, používajú sa špeciálne metódy navíjania.

Ale spravidla bude mať induktor vyrobený bez špeciálnych prvkov teplotnej kompenzácie pozitívny, aj keď malý, TCI. Zvyčajne Aby sa priviedol TCI cievky použitej v obvode nastavenia frekvencie nulová hodnota aplikujte kompenzáciu indukčnosti cievky pomocou jej jadra. Kvalitné cievky využívajú kompenzáciu pomocou jadier umiestnených vo vnútri cievky. Sú vyrobené zo špeciálnych nemagnetických kovových zliatin medi alebo hliníka. Pri zahrievaní sa jadro rozširuje a znižuje indukčnosť cievky. Pre lacné cievky sa na teplotnú kompenzáciu používajú špeciálne feritové jadrá. S rastúcou teplotou klesá magnetická permeabilita feritových jadier (TCMP), čo vedie k zníženiu indukčnosti cievky.

TCMP - teplotný koeficient magnetickej permeability ukazuje relatívnu zmenu priepustnosti materiálu pri zmene jeho teploty o 1 °C.

TCMP feritových produktov môže byť od - (20 - 2000) 10 -6 deg -1. Kvalitné ferity určené na použitie v cievkach obvodov na nastavenie frekvencie majú malé hodnoty TCMP.

Prítomnosť vonkajšieho magnetického poľa ovplyvňuje magnetickú permeabilitu jadra. Môže to byť spôsobené prechodom priamy prúd cez induktor. Aby sa predišlo zmene magnetickej permeability jadra v dôsledku zmeny vonkajšieho magnetického poľa, ku ktorej môže dôjsť pri zmene jednosmerného prúdu pretekajúceho cievkou, generátory, ktoré používajú cievku s feritovým jadrom, sú zostavené podľa schémy, keď prietok jednosmerného prúdu cez cievku je vylúčený.

Čiže, aby mal induktor malé TCI, musí byť vyrobený vhodným spôsobom a z príslušných materiálov. Napríklad rám cievky musí mať určitú hrúbku. Vinutie cievky musí mať určitý počet závitov... Tepelné kompenzačné jadro musí byť umiestnené v určitej časti cievky... A tak ďalej... Aby vznikla naozaj stabilná tlmivka pre sériový výrobok , je potrebné vykonať veľa praktických experimentov. Toto je doplnok k predbežným výpočtom tejto cievky. Preto radím rádioamatérovi, do ktorého rúk padne špeciálna cievka, určená na prácu v obvode na nastavenie frekvencie. Používajte ho iba v pôvodnej podobe. Neprekrúcajte jej jadro. Používajte len plné zapojenie závitov cievky. Zapnutie časti závitov cievky zvýši TCI pre túto cievku. Ak je cievka umiestnená v hermeticky uzavretom obale, nerozpájajte ju. Odspájkovanie tela cievky povedie k výraznému zvýšeniu jej TCI a tiež k zníženiu jej kvalitatívneho faktora. Nespájkujte na závity cievky, to všetko nevyhnutne ovplyvní jej stabilitu.

Pri použití stabilnej keramickej cievky v obvode generátora budú potrebné stabilné kondenzátory s nízkou hodnotou TKE. Typicky sú potrebné kondenzátory so skupinou TKE MP (nula), M33-47, P33-47-100. Z týchto kondenzátorov je kombinovaný tepelne kompenzovaný kondenzátor, ktorý je spojený s tlmivkou. Použitie kondenzátorov s veľkou hodnotou TKE je nežiaduce. Teplotná stabilita frekvencie generátora sa v tomto prípade zníži. Kondenzátor s veľkou hodnotou TKE - M330 - 750 je možné použiť len vtedy, ak má tento kondenzátor hodnotu kapacity aspoň desaťkrát menšiu ako je celková kapacita obvodu, zloženého z "dobrých" kondenzátorov.

staré cievky

Nie vždy sa stane, že induktor odstránený zo zariadenia, ktoré fungovalo za normálnych podmienok, padne do rúk rádioamatéra. Často sa vyskytujú cievky spájkované zo zariadení, ktoré boli skladované alebo z nejakého dôvodu boli v nevhodných skladovacích podmienkach, napríklad vo vlhkých miestnostiach alebo na čerstvom vzduchu.

U mnohých jednovrstvových zvitkov na keramickom ráme nemá vystavenie mokru vplyv na ďalšie zmeny ich parametrov. Ak vinutie cievky nebolo skorodované vlhkosťou, potom sa po dôkladnom vysušení takmer úplne obnovia pôvodné parametre cievky.

Pre cievky vyrobené na plastovom ráme môže byť vystavenie vlhkému prostrediu a vystavenie slnečnému žiareniu smrteľné. Rám cievky pod vplyvom týchto podmienok môže byť beznádejne deformovaný a dokonca zničený. Plastové rámy podliehajú starnutiu. V dôsledku toho môžu byť parametre cievky nevyhovujúce pre účely použitia cievky v obvodoch na nastavenie frekvencie. Viacvrstvové zvitky, ktoré boli vystavené vlhkosti, sa nemusia zotaviť ani po dôkladnom vysušení.

Vlhkosť môže poškodiť feritové jadro. Pri nepriaznivých účinkoch vlhkosti môže korodovať a drobiť sa.

Lampy a tranzistory

Parametre rádiových elektrónok sa počas prevádzky prakticky nemenia za predpokladu, že rádiová elektrónka pracuje v normálnom režime. Alebo sú tieto zmeny dlhodobého charakteru, ktoré nemôžu ovplyvniť zmenu frekvencie generátora v relatívne krátkom časovom období, napríklad hodinu alebo deň. Prirodzené zmeny teploty životné prostredie má malý vplyv na zmenu parametrov rádiovej trubice. Je to preto, že vnútorná mechanická štruktúra lampy je oddelená od prostredia, po prvé vákuom, a po druhé sklenenou bankou lampy. To je dôvod, prečo lampa so zručným výberom obvodu generátora a jeho prevádzkových režimov prakticky nezavádza teplotný efekt do obvodu nastavenia frekvencie. Na zabezpečenie stability generátora lampy zostáva iba vykonať teplotnú kompenzáciu častí obvodu nastavenia frekvencie. Väčšinou si s tým poradí aj nie veľmi skúsený rádioamatér.

Ďalšia vec je pri použití tranzistorov v generátore. Parametre tranzistorov sa menia pri zmene teploty. To platí pre bipolárne kremíkové a germániové tranzistory, ako aj pre kremíkové tranzistory s efektom poľa.

Preto sa pri navrhovaní tranzistorových generátorov snažia maximálne oslabiť vplyv meniacich sa parametrov tranzistora na obvod nastavenia frekvencie. Na tento účel sa používajú špeciálne obvody generátora. Na zníženie vplyvu teplotných zmien na tranzistor je možné použiť teplotné kompenzačné odpory. To všetko komplikuje obvod tranzistorového generátora.

Používa sa slabé spojenie obvodu s tranzistorom. Na jednej strane to znižuje vplyv tranzistora na obvod nastavenia frekvencie, ale na druhej strane zvyšuje šumovú zložku generátora. To vedie k nemožnosti príjmu slabých staníc, čo spôsobuje, že signál transceivera je „zašumený“.

Mnohí si všimli rozdiel v príjme slabých staníc medzi elektrónkou a tranzistorovým zariadením, ktoré, ako sa zdá, majú rovnakú citlivosť. Porovnanie zvyčajne nie je v prospech tranzistorového zariadenia. Iba aplikáciou špeciálnych metód obvodového inžinierstva je možné dosiahnuť výsledky, ktoré možno v jednoduchom lampovom zariadení získať takpovediac „samo od seba“ ...

Takže pri použití hlavného elektrónkového oscilátora je potrebné aplikovať opatrenia na stabilizáciu teploty iba na parametre obvodu nastavenia frekvencie. Pomocou tranzistorového generátora je potrebné stabilizovať nielen obvod nastavenia frekvencie, ale zohľadniť aj zmenu parametrov tranzistora pri zmene teploty. Preto urobte opatrenia, aby ste zabránili tomuto vplyvu na parametre obvodu. Nie vždy je možné zabezpečiť jednoduché metódy. Ešte ťažšie je zabezpečiť teplotnú stabilitu prevádzky generátorov namontovaných na mikroobvodoch, napríklad na generátoroch 174XA2, XA10, v ktorých sa varikapy používajú na zmenu frekvencie.

Ak si chcete postaviť rádiostanicu, ktorú budete používať výhradne doma, a nechcete sa dlho babrať s ladením jej lokálneho oscilátora, no zároveň chcete, aby mal lokálny oscilátor slušnú teplotnú stabilitu, pokojne vyrobte elektrónkový lokálny oscilátor. Môžete použiť akékoľvek prstové miniatúrne lampy, ako 6,3-voltové série, tak 2,4-1,2-voltové série. Navyše pri použití moderných miniatúrnych lámp je možné zostaviť lokálny oscilátor s veľkosťou nie väčšou ako tranzistorový, ale oveľa stabilnejší v prevádzke. Ak sa zariadenie bude používať v teréne, potom, samozrejme, musí byť GPA vyrobené na tranzistoroch a tu je potrebné prijať najvážnejšie opatrenia na stabilizáciu jeho frekvencie.

Dávajte pozor na teplotnú zotrvačnosť zariadenia. Čím je väčší, to znamená, že čím sú steny transceivera hrubšie, čím viac váži, tým vyššia je jeho teplotná stabilita. Príkladom toho je prevádzka starých svietidiel. Staré elektrónkové prijímače a transceivery sa zvyčajne vyrábali na „pevnom“ puzdre z ťažkého kovu s veľkou tepelnou zotrvačnosťou. Prekonanie a zmena teploty šasi a následne aj parametrov obvodov lokálnych oscilátorov preto trvá pomerne dlho. Vyhrievanie lampy vnútorný priestor Telo prístroja vytvára určitý termostatický efekt, kedy sa teplota vo vnútri tela časom stabilizuje. Na rýchlu zmenu teploty vo vnútri telesa lampy je potrebný výrazný náraz.

Môžete vykonať vizuálny experiment - dať do konceptu starý elektrónkový prijímač, ani nie komunikačný, ale vysielací, triedy 3-4, a vedľa neho nový tranzistorový prijímač triedy 1-2, naladený na jedno rádio. stanica. Frekvencia v tranzistorovom prijímači „utečie“ oveľa rýchlejšie ako v elektrónkovom prijímači.

Ovládanie teploty

Pri použití tranzistorových generátorov je veľmi jednoduché dosiahnuť reguláciu teploty stabilná prevádzka generátor. V tomto prípade je celý generátor umiestnený v akomsi tepelne izolačnom puzdre, v ktorom je udržiavaná konštantná teplota. Takéto telo je možné lepiť z peny. Pre prevádzku generátora v miestnosti môžete zvoliť teplotu generátora v rozsahu 50-60 stupňov. Ak sa má zariadenie, v ktorom sa používa termostatický generátor, používať v teréne alebo v aute, musia sa prijať opatrenia na zabránenie prehriatia tohto zariadenia. V opačnom prípade bude potrebné zvýšiť teplotu termostatu na 70 stupňov.

Rezistory a výkon

Samozrejme sa predpokladá, že generátor je napájaný stabilným napätím. Teplotné zmeny odporu rezistorov použitých v obvode oscilátora majú zvyčajne malý vplyv na jeho frekvenčnú stabilitu.

Frekvenčné syntetizátory

Ak by svet využíval stabilizáciu frekvencie generátorov iba metódami tepelnej kompenzácie, nikdy by sme nemali prenosné VHF vysielačky, mobilné telefóny a iné zázraky techniky 21. storočia. Iba použitie frekvenčných syntetizátorov umožnilo vytvoriť pre tieto zariadenia malé a stabilné vysokofrekvenčné generátory. Navyše, moderné mikroobvody frekvenčného syntetizátora uľahčujú zostavenie stabilného a miniatúrneho generátora bez použitia drahých stabilných keramických cievok a tepelne kompenzačných kondenzátorov.

Používanie frekvenčných syntetizátorov vo vysokofrekvenčných generátoroch sa už pre mnohých rádioamatérov stáva samozrejmosťou. Pravdepodobne v blízkej budúcnosti problém „riadenia“ frekvencie so zmenou teploty jednoducho zmizne.

• Preklad
• tutoriál

Úvod: Bol som zmätený.

Pred niekoľkými rokmi, po viac ako 25 rokoch práce s týmito vecami, som sa naučil niečo nové o keramických kondenzátoroch. Pri práci na ovládači LED lampy som zistil, že časová konštanta RC obvodu v mojom obvode sa veľmi nepodobá tej vypočítanej.

Za predpokladu, že na doske boli prispájkované nesprávne súčiastky, zmeral som odpor dvoch rezistorov, ktoré tvorili delič napätia – boli veľmi presné. Potom bol kondenzátor spájkovaný - to bolo tiež nádherné. Pre istotu som zobral nové odpory a kondenzátor, premeral ich a prispájkoval. Potom som zapol okruh, skontroloval hlavné indikátory a očakával, že môj problém s reťazou RC bol vyriešený ... Keby len.

Testoval som obvod v jeho prirodzenom prostredí: v puzdre, ktoré bolo samo o sebe opláštené, aby simulovalo puzdro stropného svietidla. Teplota komponentov na niektorých miestach dosiahla viac ako 100ºC. Pre istotu a osvieženie pamäte som si ešte raz prečítal datasheet k použitým kondenzátorom. Tak začalo moje premýšľanie o keramických kondenzátoroch.

Referenčné informácie o hlavných typoch keramických kondenzátorov.

Pre tých, ktorí si toto nepamätajú (ako asi každý), v stôl 1 je uvedené označenie hlavných typov kondenzátorov a ich význam. Táto tabuľka popisuje kondenzátory druhej a tretej triedy. Bez toho, aby sme zachádzali do prílišných detailov, kondenzátory prvej triedy sa zvyčajne vyrábajú s dielektrikom typu C0G (NP0).

Stôl 1.

Nižšia prevádzková teplota		Horná prevádzková teplota		Zmena kapacity v rozsahu (max.)
Symbol	Teplota (ºC)	Symbol	Teplota (ºC)	Symbol	Zmena (%)
Z	+10	2	+45	A	±1,0
Y	-30	4	+65	B	±1,5
X	-55	5	+85	C	±2,2
–	–	6	+105	D	±3,3
–	–	7	+125	E	±4,7
–	–	8	+150	F	± 7,5
–	–	9	+200	P	±10
–	–	–	–	R	±15
–	–	–	–	S	±22
–	–	–	–	T	+22, -33
–	–	–	–	U	+22, -56
–	–	–	–	V	+22, -82

Z vyššie popísaných som na svojej životnej ceste najčastejšie narazil na kondenzátory typu X5R, X7R a Y5V. Nikdy som nepoužil kondenzátory typu Y5V kvôli ich extrémnej citlivosti na vonkajšie vplyvy.

Keď výrobca kondenzátora vyvíja nový produkt, vyberá dielektrikum tak, aby sa kapacita kondenzátora v určitom teplotnom rozsahu nezmenila viac ako určité limity. Kondenzátory X7R, ktoré používam, by nemali meniť svoju kapacitu o viac ako ±15 % (tretí znak), keď sa teplota zmení z -55ºC (prvý znak) na +125ºC (druhý znak). Takže buď mám zlú dávku, alebo sa v mojom pláne deje niečo iné.

Nie všetky X7R sú si rovné.

Keďže zmena časovej konštanty môjho RC obvodu bola oveľa väčšia, ako by mohol vysvetliť teplotný koeficient kapacity, musel som siahnuť hlbšie. Keď som sa pozrel na to, o koľko sa kapacita môjho kondenzátora vzdialila od napätia, ktoré naň bolo aplikované, bol som veľmi prekvapený. Výsledok bol veľmi vzdialený od nominálnej hodnoty, ktorá bola spájkovaná. Vzal som 16V kondenzátor na prácu v 12V obvode. Technický list povedal, že môj 4,7uF sa za týchto podmienok zmení na 1,5uF. to vysvetlil môj problém.

Datasheet tiež hovoril, že ak zväčšíte iba veľkosť z 0805 na 1206, potom bude výsledná kapacita za rovnakých podmienok už 3,4 mikrofaradu! Tento bod si vyžadoval podrobnejšie štúdium.

Zistil som, že stránky Murata® a TDK® majú skvelé nástroje na vykresľovanie zmien kapacity za rôznych podmienok. Prešiel som cez ne 4,7uF keramické kondenzátory pre rôzne veľkosti a menovité napätie. Na postava 1 sú zobrazené grafy skonštruované Muratom. Kondenzátory X5R a X7R boli vzaté vo veľkostiach od 0603 do 1812 pre napätie od 6,3 do 25V.

Obrázok 1. Zmena kapacity v závislosti od použitého napätia pre vybrané kondenzátory.

Všimnite si, že po prvé, keď sa veľkosť zvyšuje, zmena kapacity klesá s aplikovaným napätím a naopak.

Druhým zaujímavým bodom je, že na rozdiel od typu a veľkosti dielektrika nominálne napätie zrejme nič neovplyvňuje. Očakával by som, že 25V kondenzátor pri 12V zmení menšiu kapacitu ako 16V kondenzátor pri rovnakom napätí. Pri pohľade na graf pre X5R veľkosti 1206 vidíme, že 6,3V kondenzátor sa v skutočnosti správa lepšie ako jeho súrodenci s väčším napätím.

Ak vezmeme širšiu škálu kondenzátorov, uvidíme, že toto správanie je typické pre všetky keramické kondenzátory všeobecne.

Tretím postrehom je, že X7R je pri rovnakej veľkosti rámu menej citlivý na zmeny napätia ako X5R. Neviem, nakoľko je toto pravidlo univerzálne, ale v mojom prípade áno.

Pomocou údajov grafu budeme komponovať tabuľka 2, ktoré ukazuje, ako veľmi sa zníži kapacita kondenzátorov X7R pri 12V.

Tabuľka 2. Zníženie kapacity kondenzátorov X7R rôznych veľkostí pri napätí 12V.

S narastajúcou veľkosťou puzdra vidíme neustále zlepšovanie, až kým nedosiahneme veľkosť rámu 1210. Ďalšie zväčšovanie puzdra už nemá zmysel.

V mojom prípade som zvolil najmenšiu možnú veľkosť komponentu, keďže tento parameter bol pre môj projekt kritický. Vo svojej nevedomosti som si myslel, že akýkoľvek kondenzátor X7R bude fungovať rovnako dobre ako iný s rovnakým dielektrikom – a mýlil som sa. Aby RC obvod fungoval správne, musel som zobrať kondenzátor s rovnakým výkonom, ale vo väčšom balení.

Výber správneho kondenzátora

Naozaj sa mi nechcelo použiť kondenzátor 1210. Našťastie sa mi podarilo päťnásobne zvýšiť odpor rezistorov a znížiť kapacitu na 1uF. Grafy zapnuté obrázok 2 ukazujú správanie rôznych kondenzátorov X7R 1uF pri 16V v porovnaní s ich náprotivkami X7R 4,7uF pri 16V.

Obrázok 2. Správanie rôznych 1uF a 4,7uF kondenzátorov.

Kondenzátor 0603 1uF sa správa rovnako ako 0805 4,7uF. Kombinovane sa 0805 a 1206 pri 1uF cítia lepšie ako 4,7uF 1210. Použitím 1uF kondenzátora v balení 0805 som bol schopný zachovať požiadavky na veľkosť súčiastok, pričom som stále získal 85% pôvodnej kapacity v prevádzke. 30% ako predtým.

Ale to nie je všetko. Bol som dosť zmätený, pretože som si myslel, že všetky kondenzátory X7R musieť majú podobné koeficienty zmeny kapacity s napätím, pretože všetky sú vyrobené na rovnakom dielektriku - konkrétne X7R. Oslovil som kolegu, ktorý sa špecializuje na keramické kondenzátory 1 . Vysvetlil, že existuje veľa materiálov, ktoré sa kvalifikujú ako „X7R“. V skutočnosti každý materiál, ktorý komponentu umožňuje pracovať v teplotnom rozsahu -55ºC až +125ºC s nie viac ako ±15% zmenou výkonu, možno nazvať "X7R". Povedal tiež, že neexistujú žiadne špecifikácie pre kapacitu verzus napätie ani pre X7R, ani pre akýkoľvek iný typ.

Toto je veľmi dôležitý bod a zopakujem ho. Výrobca môže nazývať kondenzátor X7R (alebo X5R alebo čokoľvek), pokiaľ spĺňa tolerancie teplotného koeficientu kapacity. Bez ohľadu na to, aký zlý je jeho pomer napätia.

Pre vývojového inžiniera táto skutočnosť len osvieži starý vtip - "každý skúsený inžinier vie: prečítajte si technický list!"

Výrobcovia vyrábajú stále menšie komponenty a sú nútení hľadať kompromisné materiály. Aby poskytli potrebné kapacitné-rozmerové indikátory, musia zhoršiť napäťové koeficienty. Samozrejme, osvedčenejší výrobcovia robia všetko pre to, aby minimalizovali nepriaznivé účinky tohto kompromisu.

A čo typ Y5V, ktorý som hneď zavrhol? Pre ovládanie v hlave uvažujme obvyklý kondenzátor Y5V. Nebudem vyzdvihovať žiadneho konkrétneho výrobcu týchto kondenzátorov - všetky sú približne rovnaké. Vyberme si 4,7uF pri 6,3V v balení 0603 a pozrime si jeho parametre pri teplote +85ºC a napätí 5V. Typická kapacita je 92,3 % pod nominálnou hodnotou alebo 0,33 uF. Toto je pravda. Privedením 5V na tento kondenzátor dostaneme 14-násobný pokles kapacity oproti nominálnej hodnote.

Pri teplote +85ºC a napätí 0V sa kapacita zníži o 68,14%, z 4,7uF na 1,5uF. Dá sa predpokladať, že aplikáciou 5V získame ďalší pokles kapacity – z 0,33uF na 0,11uF. Našťastie sa tieto účinky nekombinujú. Pokles kapacity pri 5V pri izbovej teplote je oveľa horší ako pri +85ºC.

Aby bolo jasné, v tomto prípade pri 0V kapacita klesne z 4,7uF na 1,5uF pri +85ºC, zatiaľ čo pri 5V sa kapacita zvýši z 0,33uF pri izbovej teplote na 0,39uF pri +85ºC. To by vás malo presvedčiť, aby ste naozaj dôkladne skontrolovali všetky špecifikácie komponentov, ktoré používate.

Záver

V dôsledku tejto lekcie už kolegov alebo predajcov neupozorňujem len na typy X7R alebo X5R. Namiesto toho uvádzam konkrétne šarže konkrétnych predajcov, ktorých som si sám overil. Taktiež upozorňujem klientov, aby pri zvažovaní alternatívnych dodávateľov pre výrobu dvakrát skontrolovali špecifikácie, aby sa ubezpečili, že sa nestretnú s týmito problémami.

Hlavným záverom z celého tohto príbehu, ako ste pravdepodobne uhádli, je: „Prečítajte si katalógové listy!“. Je vždy. Bez výnimiek. Požiadajte o ďalšie údaje, ak údajový list neobsahuje dostatočné informácie. Nezabudnite, že označenia keramických kondenzátorov sú X7V, Y5V atď. nehovoria absolútne nič o ich napäťových koeficientoch. Inžinieri potrebujú krížovú kontrolu údajov, aby vedeli, naozaj vedeli, ako budú použité kondenzátory fungovať v reálnych podmienkach. Vo všeobecnosti majte na pamäti, že v našom šialenom závode o čoraz menšie rozmery je toho čoraz viac dôležitý bod každý deň.

o autorovi

Mark Fortunato strávil väčšinu svojho života snahou dostať tie škaredé elektróny v správnom čase na správne miesto. správne miesto. Pracoval na rôznych veciach - od systémov rozpoznávania reči a mikrovlnných zariadení až po LED lampy(tie, ktoré sú regulované správne, pozor!). Posledných 16 rokov pomáha klientom skrotiť ich. analógové obvody. Pán Fortunato je teraz hlavným špecialistom pre Maxim Integrated Communications and Automotive Solutions. Keď Mark netlačí elektróny, rád trénuje mládež, číta op-eds, sleduje, ako jeho najmladší syn hrá lakros a jeho najstarší syn hrá hudbu. Vo všeobecnosti sa snaží žiť v harmónii. Markovi je veľmi ľúto, že sa už nestretne s Jimom Williamsom či Bobom Peaseom.

Poznámky pod čiarou

1 Autor by sa rád poďakoval Chrisovi Burkettovi, aplikačnému inžinierovi v TDK za jeho vysvetlenie „čo sa tu do pekla deje“.

Murata je registrovaná ochranná známka spoločnosti Murata Manufacturing Co., Ltd.

TDK je registrovaná servisná značka a registrovaná ochranná známka spoločnosti TDK Corporation.

P.S. Na žiadosť pracovníkov - porovnávacia fotografia kondenzátorov rôznych veľkostí. Rozstup mriežky 5 mm.

Často sa používa na posúdenie závislosti e dielektriká, ako aj kapacita kondenzátorov na teplote, teplotný koeficient dielektrickej konštanty je uvedený:

a teplotný koeficient kapacity:

(4)

Vzťah medzi koeficientmi možno získať zohľadnením vplyvu teploty na geometrické rozmery kondenzátora. Uvažujme kondenzátor s doskami s plochou S a dielektrikom s permitivitou e a hrúbkou l.

, (5)

a l je teplotný koeficient lineárnej rozťažnosti dielektrického materiálu. Vzhľadom na kondenzátor so štvorcovými doskami so stranou a, možno ukázať, že ak teplotný koeficient lineárnej rozťažnosti kovových dosiek a lmo, potom S= 2a lmo. Pre kondenzátor s voľnou expanziou materiálu dosiek a kondenzátora získame

TKE=ae +2a lmo-a l (6)

Ak majú elektródy rovnaký koeficient lineárnej rozťažnosti ako dielektrikum, na ktorom sú uložené napríklad tenké a pevne spojené kovové vrstvy slúžiace ako elektródy, získame

TKE=a e +a l (7)

Ak je závislosť kapacity od teploty lineárna, potom hodnota TKE(K -1) možno vypočítať podľa vzorca

(8)

kde C1, C2- kapacity pri teplotách T 1 a T 2 v tomto poradí.

Ak chcete určiť hodnotu teplotného koeficientu kapacity TKE pre kondenzátor, potom sa podľa experimentálnych údajov vykreslí graf C=f(T), podľa ktorého sa pomocou grafického odlíšenia TKE(Obrázok 1.3). Na tento účel cez bod ALE zodpovedajúcej teplote T A, pre ktoré je potrebné určiť TKE, nakreslí sa dotyčnica. Potom sa vytvorí trojuholník (ľubovoľné veľkosti) AVK.

Vertikálny pomer nôh VC do horizontálnej AB(berúc do úvahy váhy) dáva deriváciu

(9)

Vydelením výslednej hodnoty o S A dostaneme TKE pre teplotu T A.

Malo by sa pamätať na to, že vo všeobecnom prípade derivácia nie je ekvivalentná dotyčnici sklonu dotyčnice k osi x g, keďže dotyčnica ľubovoľného uhla je bezrozmerná veličina a derivácia v posudzovanom prípade má rozmer pF/K.

Sú polárne a nepolárne. Ich rozdiely spočívajú v tom, že niektoré sa používajú v obvodoch jednosmerného napätia, zatiaľ čo iné sa používajú v obvodoch striedavého prúdu. Možno použitie permanentných kondenzátorov v obvodoch striedavé napätie keď sú zapnuté v sérii s rovnakými pólmi, ale nevykazujú najlepšie parametre.

Nepolárne kondenzátory

Nepolárne, rovnako ako odpory, sú pevné, variabilné a ladiace.

Vyžínače kondenzátory sa používajú na ladenie rezonančných obvodov v zariadeniach transceivera.

Ryža. 1. PDA kondenzátory

typ PDA. Sú to postriebrené platne a keramický izolant. Majú kapacitu niekoľko desiatok pikofarád. Môžete sa stretnúť v akýchkoľvek prijímačoch, rádiách a televíznych modulátoroch. Trimmerové kondenzátory sú tiež označené písmenami KT. Za ním nasleduje číslo označujúce typ dielektrika:

1 - vákuum; 2 - vzduch; 3 - plnené plynom; 4 - pevné dielektrikum; 5 - kvapalné dielektrikum. Napríklad označenie KP2 znamená premenný kondenzátor so vzduchovým dielektrikom a označenie KT4 znamená ladiaci kondenzátor s pevným dielektrikom.

Ryža. 2 moderné trimovacie čipové kondenzátory

Ak chcete naladiť rádiové prijímače na požadovanú frekvenciu, použite variabilné kondenzátory(KPI)

Ryža. 3 KPI kondenzátorov

Možno ich nájsť iba v zariadeniach vysielačov a prijímačov.

1- KPI so vzduchovým dielektrikom, nájdete ho v akomkoľvek rádiovom prijímači 60-80 rokov.
2 - variabilný kondenzátor pre VHF jednotky s noniusom
3 - variabilný kondenzátor, používaný v prijímacích zariadeniach 90-tych rokov až dodnes, možno nájsť v ktorejkoľvek hudobné centrum, magnetofón, kazetový prehrávač s prijímačom. Vyrobené hlavne v Číne.

Existuje veľké množstvo typov permanentných kondenzátorov, v rámci tohto článku nie je možné opísať celú ich rozmanitosť, popíšem iba tie, ktoré sa najčastejšie nachádzajú v zariadení domácností.

Ryža. 4 Kondenzátor KSO

Kondenzátory KSO - Lisovaný sľudový kondenzátor. Dielektrikum - sľuda, platne - hliníkové naprašovanie. Zapuzdrené v hnedej zlúčenine. Nachádzajú sa vo výbave 30-70-tych rokov, kapacita nepresahuje niekoľko desiatok nanofaradov, prípad je označený v pikofaradoch, nanofaradoch a mikrofaradoch. Vďaka použitiu sľudy ako dielektrika sú tieto kondenzátory schopné pracovať pri vysokých frekvenciách, pretože majú nízke straty a majú veľký zvodový odpor asi 10^10 ohmov.

Ryža. 5 kondenzátorov KTK

Kondenzátory KTK - Trubicový keramický kondenzátor Ako dielektrikum je použitá keramická trubica, platne zo striebra. Boli široko používané v oscilačných obvodoch lampových zariadení od 40. do začiatku osemdesiatych rokov. Farba kondenzátora znamená TKE (Temperature Coefficient of Capacitance Change). Vedľa kontajnera je spravidla predpísaná skupina TKE, ktorá má abecedné alebo číselné označenie (tab. 1.) Ako je zrejmé z tabuľky, tepelne najstabilnejšie sú modrá a šedá. Vo všeobecnosti je tento typ veľmi dobrý pre HF technológiu.

Tabuľka 1. Označenie TKE keramických kondenzátorov

Pri nastavovaní prijímačov je často potrebné zvoliť kondenzátory pre heterodynové a vstupné obvody. Ak prijímač používa kondenzátory KTK, potom je možné zjednodušiť výber kapacity kondenzátorov v týchto obvodoch. Na tento účel je na puzdro kondenzátora v blízkosti terminálu tesne navinutých niekoľko závitov drôtu PEL 0,3 a jeden z koncov tejto špirály je prispájkovaný ku svorke kondenzátorov. Roztiahnutím a posunutím závitov špirály je možné nastaviť kapacitu kondenzátora v malom rozsahu. Môže sa stať, že pripojením konca špirály na jednu z vývodov kondenzátora nie je možné dosiahnuť zmenu kapacity. V tomto prípade by mala byť špirála prispájkovaná k inej svorke.

Ryža. 6 keramických kondenzátorov. Zhora sovietsky, dole dovezený.

Keramické kondenzátory, zvyčajne sa nazývajú „červené vlajky“ a niekedy sa vyskytuje aj názov „hlina“. Tieto kondenzátory sú široko používané vo vysokofrekvenčných obvodoch. Zvyčajne tieto kondenzátory nie sú uvedené a sú zriedkavo používané fanúšikmi, pretože kondenzátory rovnakého typu môžu byť vyrobené z rôznych keramických materiálov a majú rôzne vlastnosti. V keramických kondenzátoroch, keď naberajú na veľkosti, strácajú na tepelnej stabilite a linearite. Nádoba a TKE sú uvedené na obale (tabuľka 2.)

tabuľka 2

Stačí sa pozrieť na povolenú zmenu kapacity pre kondenzátory s TKE H90, kapacita sa môže takmer zdvojnásobiť! Na mnohé účely to nie je prijateľné, ale napriek tomu by ste tento typ nemali odmietnuť, s malým teplotným rozdielom a nie prísnymi požiadavkami sa dajú použiť. Použitím paralelného zapojenia kondenzátorov s rôznymi znakmi TKE je možné získať dostatočne vysokú stabilitu výslednej kapacity. Môžete sa s nimi stretnúť v akejkoľvek výbave, Číňania si obľúbili najmä svoje remeslá.

Na puzdre majú označenie kapacity v pikofaradoch alebo nanofaradoch, dovážané sú označené číselným kódovaním. Prvé dve číslice označujú hodnotu kapacity v pikofaradoch (pF), posledné - počet núl. Keď má kondenzátor kapacitu menšiu ako 10 pF, posledná číslica môže byť "9". Pre kapacity menšie ako 1,0 pF je prvá číslica "0". Ako desatinná čiarka sa používa písmeno R. Napríklad kód 010 je 1,0 pF, kód 0R5 je 0,5 pF. Niekoľko príkladov je zhrnutých v tabuľke:

Alfanumerické označenie:
22p-22 pikofarad
2n2- 2,2 nanofaradov
n10 - 100 pikofaradov

Osobitne by som chcel poznamenať keramické kondenzátory typu KM, používajú sa v priemyselných zariadeniach a vojenských zariadeniach, majú vysokú stabilitu, je veľmi ťažké ich nájsť, pretože obsahujú kovy vzácnych zemín a ak nájdete dosku, kde je táto typ kondenzátora, potom v 70% prípadov boli vyrezané na vás).

V poslednom desaťročí sa veľmi často používajú rádiové komponenty na povrchovú montáž, tu sú hlavné veľkosti balenia kondenzátorov s keramickým čipom

MBM kondenzátory - kovovo-papierový kondenzátor (obr. 6.), Spravidla sa používal v elektrónkových zariadeniach na zosilnenie zvuku. Teraz vysoko cenené niektorými audiofilmi. Tiež do tento typ zahŕňajú kondenzátory K42U-2 vojenského schválenia, ale niekedy ich možno nájsť v domácich spotrebičoch.

Ryža. 7 Kondenzátor MBM a K42U-2

Samostatne treba poznamenať také typy kondenzátorov ako MBGO a MBGCH (obr. 8), amatéri sa často používajú ako štartovacie kondenzátory na spustenie elektromotorov. Ako príklad, moja rezerva pre 7kW motor (obrázok 9.). Navrhnutý pre vysoké napätie od 160 do 1000v, čo im dáva veľa rôzne aplikácie v každodennom živote a priemysle. Upozorňujeme, že na použitie v domácej siete, treba brať kondenzátory s prevádzkovým napätím aspoň 350V. Takéto kondenzátory nájdete v starej domácnosti práčky, rôzne zariadenia s elektromotormi a v priemyselných zariadeniach. Často sa používa ako filtre pre akustické systémy, s dobrými parametrami na to.

Ryža. 8. MBGO, MBGCH

Ryža. 9

Okrem označenia označujúce dizajnové prvky(KSO - stlačený sľudový kondenzátor, KTK - keramický rúrkový atď.), existuje systém označenia pre kondenzátory s konštantnou kapacitou, pozostávajúce z niekoľkých prvkov: písmeno K je na prvom mieste, dvojmiestne číslo je v druhé miesto, ktorého prvá číslica charakterizuje typ dielektrika, a druhá - vlastnosti dielektrika alebo operácie, potom sa sériové číslo vývoja vloží cez pomlčku.

Napríklad označenie K73-17 znamená kondenzátor z polyetyléntereftalátovej fólie s 17 sériové číslo rozvoj.

Ryža. desať. odlišné typy kondenzátory

Ryža. 11. Typ kondenzátora K73-15

Hlavné typy kondenzátorov, dovážané analógy v zátvorkách.

K10 - Keramika, nízke napätie (Upa6<1600B)
K50 - Elektrolytické, fóliové, hliníkové
K15 - Keramika, vysoké napätie (Upa6>1600V)
K51 - Elektrolytické, fóliové, tantalové, nióbové atď.
K20 - kremeň
K52 - Elektrolytický, objemovo-porézny
K21 - Sklo
K53 - Oxid-polovodič
K22 - Sklokeramika
K54 - Oxid-kov
K23 - smaltované sklo
K60- So vzduchovým dielektrikom
K31- Low Power Mica (Mica)
K61 - Vákuum
K32 - Vysoko výkonná sľuda
K71 - Polystyrénová fólia (KS alebo FKS)
K40 - Papierové nízkonapäťové (Irab<2 kB) с фольговыми обкладками
K72 - Fluoroplastová fólia (TFT)
K73 - Polyetyléntereftalátová fólia (KT, TFM, TFF alebo FKT)
K41 - Vysokonapäťový papier (Irab> 2 kV) s fóliovými krytmi
K75 - Film kombinovaný
K76 - lakový film (MKL)
K42 - Papier s metalizovanými platňami (MP)
K77 - Fólia, polykarbonát (KC, MKC alebo FKC)
K78 - Polypropylénová fólia (KP, MKP alebo FKP)

Kondenzátory s filmovým dielektrikom sa bežne nazývajú sľuda, rôzne použité dielektriká poskytujú dobrý výkon TKE. Ako platne vo filmových kondenzátoroch sa používa buď hliníková fólia alebo tenké vrstvy hliníka alebo zinku nanesené na dielektrickom filme. Majú pomerne stabilné parametre a používajú sa na akýkoľvek účel (nie na všetky typy). Nachádza sa v domácich spotrebičoch všade. Puzdro takýchto kondenzátorov môže byť buď kovové alebo plastové a mať valcový alebo obdĺžnikový tvar (obr. 10.) Dovážané sľudové kondenzátory (obr. 12)

Ryža. 12. Dovezené sľudové kondenzátory

Kondenzátory sú označené menovitou odchýlkou ​​od kapacity, ktorá môže byť vyjadrená v percentách alebo môže mať písmenový kód. V zásade sú v domácnostiach široko používané kondenzátory s toleranciou H, M, J, K. Písmeno označujúce toleranciu je uvedené za hodnotou nominálnej kapacity kondenzátora, ako je tento 22nK, 220nM, 470nJ.

Tabuľka na dešifrovanie podmieneného písmenového kódu prípustnej odchýlky kapacity kondenzátorov. Tolerancia v %

Označenie písmen

Dôležitá je hodnota prípustného prevádzkového napätia kondenzátora uvedená za menovitou kapacitou a toleranciou. Označuje sa vo voltoch písmenom B (staré označenie) a V (nové označenie). Napríklad takto: 250V, 400V, 1600V, 200V. V niektorých prípadoch sa písmeno V vynecháva.

Niekedy sa používa kódovanie latinkou. Na dekódovanie použite tabuľku písmenového kódovania prevádzkového napätia kondenzátorov.

Menovité napätie, AT	označovací list

Fanúšikovia Nikolu Teslu často potrebujú vysokonapäťové kondenzátory, tu je niekoľko takých, ktoré sa dajú nájsť hlavne v televízoroch so skenerom.

Ryža. 13. Vysokonapäťové kondenzátory

Kondenzátory sú polárne

Polárne kondenzátory zahŕňajú všetky elektrolytické kondenzátory, ktoré sú:

Hliníkové elektrolytické kondenzátory majú vysokú kapacitu, nízku cenu a dostupnosť. Takéto kondenzátory sú široko používané v rádiových prístrojoch, ale majú významnú nevýhodu. Postupom času elektrolyt vo vnútri kondenzátora vyschne a stratia kapacitu. Spolu s kapacitou sa zvyšuje ekvivalentný sériový odpor a takéto kondenzátory už nezvládajú úlohy. To zvyčajne spôsobuje poruchu mnohých domácich spotrebičov. Použitie použitých kondenzátorov nie je žiaduce, ale ak ich chcete použiť, musíte starostlivo zmerať kapacitu a esr, aby ste neskôr nehľadali príčinu nefunkčnosti zariadenia. Nevidím zmysel uvádzať typy hliníkových kondenzátorov, pretože v nich nie sú žiadne zvláštne rozdiely, s výnimkou geometrických parametrov. Kondenzátory sú radiálne (s vývodmi z jedného konca valca) a axiálne (s vývodmi z opačných koncov), kondenzátory sú s jedným vývodom, ako druhé je použité puzdro so závitovým hrotom (je to aj spojovací materiál), takéto kondenzátory možno nájsť v starej elektrónkovej rádiovej a televíznej technike. Za zmienku tiež stojí, že na základné dosky počítače, v impulzné bloky napájacie kondenzátory sa často nachádzajú s nízkym ekvivalentný odpor, takzvané LOW ESR, teda majú vylepšené parametre a nahrádzajú sa len podobnými, inak pri prvom zapnutí dôjde k výbuchu.

Ryža. 14. Elektrolytické kondenzátory. Spodná - pre povrchovú montáž.

Tantalové kondenzátory sú lepšie ako hliníkové kondenzátory kvôli použitiu drahšej technológie. Používajú suchý elektrolyt, takže nemajú tendenciu „vysúšať“ hliníkové kondenzátory. Okrem toho majú tantalové kondenzátory nižší aktívny odpor pri vysokých frekvenciách (100 kHz), čo je dôležité pri použití v pulzné zdroje výživa. Nevýhodou tantalových kondenzátorov je pomerne veľký pokles kapacity so zvyšujúcou sa frekvenciou a zvýšená citlivosť na prepólovanie a preťaženie. Bohužiaľ, tento typ kondenzátora sa vyznačuje nízkymi hodnotami kapacity (zvyčajne nie viac ako 100 mikrofaradov). Citlivosť na vysoké napätie núti vývojárov zvýšiť napäťovú rezervu dvojnásobne alebo viac.

Ryža. 14. Tantalové kondenzátory. Prvé tri sú domáce, predposledný z dovozu, posledný z dovozu na povrchovú montáž.

Hlavné rozmery tantalových čipových kondenzátorov:

Jeden z typov kondenzátorov (v skutočnosti sú to polovodiče a majú len málo spoločného s obyčajnými kondenzátormi, ale stále má zmysel ich spomenúť) zahŕňa varikapy. Ide o špeciálny typ diódového kondenzátora, ktorý mení svoju kapacitu v závislosti od použitého napätia. Používajú sa ako prvky s elektricky riadenou kapacitou vo frekvenčných ladiacich obvodoch. oscilačný obvod, frekvenčné delenie a násobenie, frekvenčná modulácia, riadené fázové posúvače atď.

Ryža. 15 Varicaps kv106b, kv102

Veľmi zaujímavé sú aj „superkondenzátory“ alebo ionistory. Hoci sú malé, majú kolosálnu kapacitu a často sa používajú na napájanie pamäťových čipov a niekedy nahrádzajú elektrochemické batérie. Ionistory môžu pracovať aj vo vyrovnávacej pamäti s batériami, aby ich chránili pred náhlymi rázmi v záťažovom prúde: pri nízkom zaťažovacom prúde batéria dobíja superkondenzátor a ak sa prúd prudko zvýši, ionistor uvoľní uloženú energiu, ktorá znížiť zaťaženie batérie. S týmto prípadom použitia je umiestnený buď priamo vedľa batérie alebo vo vnútri jeho tela. V notebookoch ich možno nájsť ako batériu pre CMOS.

Medzi nevýhody patrí:
Špecifická energia je nižšia ako pri batériách (5-12 Wh/kg pri 200 Wh/kg pre lítium-iónové batérie).
Napätie závisí od stupňa nabitia.
Možnosť vyhorenia vnútorných kontaktov v prípade skratu.
Veľký vnútorný odpor v porovnaní s tradičnými kondenzátormi (10 ... 100 Ohmov pre ionistor 1 F × 5,5 V).
V porovnaní s batériami výrazne väčšie samovybíjanie: asi 1 μA pre ionistor 2 F × 2,5 V.

Ryža. 16. Ionizátory