Петров К.С. Радиоматериалы и радиокомпоненты (2003) (1152094), страница 28
Текст из файла (страница 28)
Пленочные конденсаторы. В этих конденсаторах в качестве диэлектрика используют синтетические высокомолекулярные тонкие пленки. Современная технология позволяет получить пленки, наименьшая толщина которых составляет 2 мкм, механическая прочность 1000 кг/см, а электрическая прочность достигает 300 кВ/мм. Такие свойства пленок позволяют создавать конденсаторы очень малых габаритов.
Конструктивно они аналогичны бумажным конденсаторам и относятся к 7-й группе, Конденсаторы типа К71 в качестве диэлектрика имеют полистирол. В конденсаторах типа К72 применен фторопласт, в конденсаторах К73 — полиэтнлентерефталат. В конденсаторах К75 применено комбинированное сочетание полярных и неполярных пленок, что повышает их температурную стабильность.
В конденса- 1за Глава 2. Пассивные компоненты адиозлекгронной апп ату ы торах К76 в качестве диэлектрика применена тонкая лаковая пленка толщиной около 3 мкм, что существенно повышает их удельную емкость, Высокими значениями удельной емкости и температурной стабильности обладают конденсаторы К77, в которых в качестве диэлектрика применен поликарбонат, В качестве обкладок в пленочных конденсаторах используют либо алюминиевую фольгу, либо напыленные на диэлектрическую пленку тонкие слои алюминия или цинка. Корпус таких конденсаторов может быть как металлическим, так и пластмассовым и иметь цилиндрическую или прямоугольную форму.
Варикояды. Это конденсаторы, емкость которых зависит от напряженности электрического поля. Они выполняются на основе сегнетоэлектриков (титаната бария, стронция, кальция и т. д.). Для них характерны высокие значения относительной диэлектрической проницаемости и ее сильная зависимость от напряженности электрического поля и температуры. Применяют вариконды как элементы настройки колебательных контуров. Если вариконд включить в цепь резонансного ьС-контура и изменять постоянное напряжение, подводимое к нему от источника, имеющего высокое внутреннее сопротивление (оно необходимо для того, чтобы источник не ухудшал добротность колебательного контура), то можно изменять резонансную частоту этого контура.
Варикапы. Это одна из разновидностей полупроводникового диода, к которому подводится обратное напряжение, изменяющее емкость диода. Благодаря малым размерам, высокой добротности, стабильности и значительному изменению емкости варикапы нашли широкое применение в РЭА для настройки контуров и фильтров.
2.3. Катушки индуктивности Катушки иядуктивности обладают свойством оказывать реактивное сопротивление переменному току при незначительном сопротивлении постоянному току. Их применяют для создания фильтров, элементов задержки сигналов, запоминающих элементов, осуществления связи между цепями через магнитный поток и т. д. В отличие от резисторов и конденсаторов, они не являются стандартизованными изделиями, а изготавливаются для конкретных целей и имеют такие параметры, которые необходимы для осуществления тех или иных преобразований электрических сигналов, токов и напряжений.
Физическая природа индуктивности Функционирование катушек индуктивности основано на взаимодействии тока и магнитного потока. Известно, что при изменении магнитного потока Ф в проводнике, находящемся в магнитном поле, возникает ЭДС, определяемая скоростью изменения магнитного потока: (2.25) е (г Прн подключении к проводнику источника постоянного напряжения ток в нем устанавливается не сразу, так как в момент включения изменяется магнитный 2З9 2.3. Катушки инд ктивности поток и в проводе индуцнруется ЭДС, препятствующая нарастанию тока, а спустя некоторое время, когда магнитный поток перестает изменяться.
Если же к проводнику подключен источник переменного напряжения, то ток и магнитный поток будут изменяться непрерывно, и наводимая в проводнике ЭДС будет препятствовать протеканию переменного тока, что эквивалентно увеличению сопротивления проводника. Чем выше, частота изменения напряжения, приложенного к проводнику, тем больше величина ЭДС, наводимая в нем, следовательно, тем больше сопротивление, оказываемое проводником переменному току. Это сопротивление Х, не связано с потерями энергии, поэтому является реактивным. При изменении тока по синусоидальному закону наводимая ЭДС будет равна (2.26) Эта ЭДС пропорциональна частоте ю, а коэффициентом пропорциональности является индуктивность г..
Следовательно, индуктивность характеризует способность проводника оказывать сопротивление переменному току. Величина этого сопротивления Х, = ю(.. Индуктивность короткого проводника [мкГн1 определяется его размерами: г. = 21 1п — — 1) 10~, Ы (2.27) где 1 — длина провода, см, а И вЂ” диаметр провода, см. Если провод намотан на каркас, то образуется катушка индуктивности. В этом случае магнитный поток концентрируется и значение индуктивности возрастает.
Конструкции катушек индуктивности Конструкционной основой катушки индуктивности является диэлектрический каркас, на который наматывают провод в виде спирали. Обмотка может быть как однослойной (рис. 2,21, а), так и многослойной (рис. 2.21, 6). В некоторых случаях многослойная обмотка делается секционированной (рис. 2.21, е). В интегральных схемах применяют плоские спиральные катушки индуктивности (рис.
2.21, г). в Рив. 2.21 140 Глава 2. Пассивные компоненты оелектронной аппа атуры Для увеличения индуктивности применяют магнитные сердечники. Помещенный внутрь катушки сердечник концентрирует магнитное поле н тем самым увеличивает ее индуктивность, Перемещением сердечника внутри каркаса можно изменять индуктивность. На рис.
2.22 представлены трн разновидности цилиндрических сердечников: С вЂ” стержневой, Т вЂ” трубчатый и ПР— подстроечный резьбовой — и две разновидности броневых. Броневые сердечники состоят из двух чашек, изготовленных нз карбоннльного железа или феррита. Они могут иметь либо замкнутый магнитопровод, состоящий из чашек 2 и 3 (тип СБ-а), либо разомкнутый, состоящий из чашек 2 н 4 (тип СБ-б). Для изменения индук1ивностн служит подстроечный цилиндрический сердечник 1.
Помимо цилиндрических и броневых сердечников применяют тороидальные (кольцевые) сердечники. На высоких частотах (десятки — сотни мегагерц) применяют подстроечные цилиндрические сердечники нз днамагнетиков (латунь, медь). При введении этих сердечников внутрь катушки индуктивность уменьшается. Рис. 2.22 В катушках индуктивности, работающих на низких частотах (до 1 кГц), в качестве сердечников используют пермаллои, При этом магнитопровод собирают нз тонких пластин толщиной 0,002-0,1 мм. 6 1 ! Рнс.
2.23 2.3. Катушки иид ктивиости Для уменьшения влияния электромагнитного поля катушки на другие элементы схемы, а также для уменьшения влияния внешних полей на катушку индуктивности ее располагают внутри металлического экрана, как это показано на рис. 2.23 (1 — заглушка, 2 — экран, 3 — корпус, 4 — обмотка, 5 — каркас, 6 — подстроечный стержень, 7 — чашка сердечника, 8 — основание, 9 — заливка). Индуктивность и собственная емкость катушек индуктивности Индуктивность является основным параметром катушки индуктивности.
Ее значение 1мкГн) определяется соотношением 1. = 1 %'Р ° 10 ', где Гу' — число витков; Р— диаметр катушки, см; У., — коэффициент, завнсящий от отношения длины катушки ! к ее диаметру Р. Для однослойных катушек величина 1., определяется соотношением (2.29) 1 0,1 — + 0,45 Оптимальными в этом случае являются отношение )/Р = 0,6...1,0, а диаметр катушки в пределах от 1 до 2 см, При расчете диаметр катушки Р принимают равным диаметру каркаса Р,. Для многослойных катушек величина )'.„зависит не только от отношения 1/Р, но н от отношения толщины намотки г к диаметру катушки Р.
В этом случае величину А, определяют по графикам (рис. 2.24), а внешний'диаметр катушки принимают равным Р = Р, + 2д 10 0 0,1 0,2 0,30,4 0,0 0,8 1,0 1/О Ние. 2.24 142 Глава 2. Пассивные компоненты адиоэпект анной аппара ры 2,0 0 О,1 0,3 0,3 О,т 1 1,0, 0,5 0,1 0,3 0,6 г/Ю ггиа. 2.20 Далее рассчитывают коэффициент ~~г Р ! у (2.31) где Е берется в микрогенри, а'Р— в сантиметрах. Затем рассчитывают коэффици- ент а,: а, =У" /Рг', где у' — частота, Гц. После этого по графику рг = 1(а,) находят вспомогательный коэффициент рг (рис. 2.26) и рассчитывают оптимальный диаметр провода [мм): Р (2.32) Рг Полученное значение диаметра провода округляют до ближайшего стандартного значения (табл.
2.6) и выбирают марку провода. При расчете катушки индуктивности предварительно задают геометрические размеры катушки и определяют коэффициент Е„а затем по заданной величине индуктивности Е находят число витков; $У=,~ 103 (2.30) )~ ЕР где Е указывается в микрогенри, а Р— в сантиметрах. Для намотки катушки обычно применяют провод оптимального диаметра, позволяющий создать катушку индуктивности с наименьшими потерями, Оптимальный диаметр провода установлен на основе многочисленных экспериментальных разработок. Поэтому расчет катушек индуктивности ведут с помощью эмпирических формул и графиков. По графику 5 = 1(~гХ); 1Ю) находят вспомогательный коэффициент 5 (рис.
2,25). 2.3., Ка шкн нндТктивностн 1,4 1,2 1,О О,В 0,8 0,4 0,2 10 4 10 10 4 10 0 410 10 10 410 410 0 Ри . 2.28 Таблица 2.6. Основные параметры обмоточных проводов й, мм' Максимальный диаметр в изоляции, ми ПЭВТЛК ПЭМ-1 ПЭВ-1 ПЭВ-2, ПЭТВ, ПЭИ-2 '6 мм 0,063 0,071 0,08 0,09 0,1 0,112 0,175 0,14 0,16 0,18 0,2 0,22 $ 0,25 0,28 0,315 0,355 0,4 0,$5 0,5 0,56 0,63 0,71 0,75 0,8 0,85 0,9 0,95 1 0,0028 0,0038 0,005 0,0064 0,0079 0,0095 0,0113 0,0154 0,02 0,0254 0,0314 0,0415 0,0491 0,0615 0,0755 0,0962 0,126 0,158 0,193 0,246 0,311 0,39 0,435 0,503 0,567 0,636 0,71 0,785 0.11 0,12 0,13 0,14 0,15 0,16 0,17 0,185 0,2 0,23 0,25 0,27 О,З 0,34 0,37 0,405 0,47 0,09 0,09 0,1 0,11 0,12 0,14 0,15 0,16 0,19 0,21 0,23 0,25 0,29 0,32 0,35 0,39 0,44 0,49 0,55 0,61 0,68 0,76 0,81 0,86 0,91 0,96 1,01 1,08 О,О85 0,095 0,105 0,115 0,125 0,135 0,15 0,165 0,19 0,21 0,23 0,26 О,Ю 0,32 0,355 0,395 0,44 0,49 0,55 0,61 0,68 0,76 0,81 0,86 0,91 0,96 1,01 1,07 0,09 0,1 0,11 0,12 0,13 0,14 0,155 0,17 0,2 0,22 0,24 0,27 0,3 0,33 0,365 0,415 0,46 0,51 0,57 0,63 0,7 0,79 0,84 0,89 0,94 0,99 1,04 1, 11 Глава 2.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
