Лабораторные работы_рус РАДИОЭЛЕКТРОНИКА

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

ЭЛЕМЕНТЫ РАДИОЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ

1.Резисторы

Резистор (от латинского resisto -сопротивляюсь) - промышленное изделие, основное функциональное назначение которого обеспечивать определенное соотношение между током и приложенным к нему напряжением. Резисторы регулируют и распределяют электрическую энергию между цепями и элементами схем.

1.1. Резисторы выпускают номинальным сопротивлением

номинального значения. Это отклонение, выраженное в процентах, характеризует класс точности. Классы точности введены для того, чтобы знать, насколько может отличаться сопротивление данного резистора от номинального значения и в каких целях, в какой аппаратуре его можно использовать. Резисторы, имеющие отклонение от номинального сопротивления 5 %, относятся к первому классу точности, 10%- ко второму и 20%- к третьему. Резисторы, имеющие отклонение менее 5%, относятся к высшему классу.

Условные обозначения номинальной мощности на принципиальных схемах показаны на рис.1.

На резисторах относительно больших размеров номинальное сопротивление маркируют, применяя общепринятые сокращения обозначения единиц, и указывают возможное отклонение о номинала в процентах.

192

Всвязи с миниатюризацией деталей резисторы новых типов маркируют по специальному коду. Принято обозначать: Е- омы, К- килоомы, М- мегаомы.

Все сопротивления от 100 до 910 Ом выражают в долях килоома, например 120 Ом = 0,12 кОм, при этом нуль и запятую заменяют условной буквой - К12, т.е. букву ставят впереди сотых долей. Если нужно обозначить целое число с десятичной дробью, то запятую заменяют буквой, например, 4,7 кОм - 4К7.

Допустимое отклонение от номинального сопротивления постоянного резистора кодируют буквой, располагаемой за последней цифрой, указывающей номинальное сопротивление. Принято обозначать: + 0,1% -Ж, + 0,2% -У, + 0,5% - П, + 1% -

Д, + 2% - Р, + 5% - И, + 10% -С, + 20% -В, + 30% -Ф. Тогда резистор сопротивлением 0,7 МОм + 0,1% -Ж будет маркирован М7Ж.

Наименование типов резисторов последних выпусков начинается буквой С, после которой следует цифра, характеризующая токопроводящий слой резистора: 1- пленочный углеродистый, 2-металлопленочный или металлоокисный, 3-пленочный композиционный, 4-обьемный, 5-проволочный. После цифры ставят черточку (дефис) и порядковый номер конструктивного варианта резистора.

1.2. В зависимости от характера изменения сопротивления при протекании электрического тока и внешних воздействующих факторов резисторы делятся на линейные и нелинейные. Под словом «резисторы» традиционно подразумевают резисторы с линейной вольт-амперной характеристикой. К нелинейным резисторам относят: терморезисторы, варисторы и магниторезисторы.

Общая классификация составлена по ряду признаков присущих многим изделиям электронной техники: назначению, способу монтажа, способу защиты и т. п. В основу конкретной классификации положен материал резистивного (токопроводящего) элемента.

Взависимости от назначения резисторы делятся на

общего назначения и специальные (прецизионные и

193

сверхпрецизионные, высокочастотные, высоковольтные, высокомегаомные).

Резисторы общего назначения используются в качестве различных нагрузок, поглотителей и делителей в цепях питания, элементов фильтров, шунтов, в цепях формирования импульсов и т. п. Диапазон номинальных сопротивлений этих резисторов 1 Ом — 10 МОм, номинальные мощности рассеяния 0,062—100 Вт. Допускаемые отклонения сопротивления от номинального

отличаются высокой стабильностью параметров при эксплуатации и большой точностью изготовления (допуск от ±0,0005 до 0,5 %). Применяются они в основном в измерительных приборах, в различных счетно-решающих устройствах, вычислительной технике и системах автоматики. Диапазон их номинальных сопротивлений в ряде случаев шире,

собственной индуктивностью и емкостью, предназначены для работы в высокочастотных цепях, кабелях я волноводах радиоэлектронной аппаратуры в качестве согласующих нагрузок, аттенюаторов, направленных ответвителей, эквивалентов антенн и т. п. Непроволочные высокочастотные резисторы способны работать на частотах до сотен мегагерц и более» а высокочастотные проволочные — до сотен килогерц.

Высоковольтные резисторы рассчитаны на большие рабочие напряжения (от единиц до десятков киловольт). Применяются они в качестве делителей напряжения, искрогасителей, поглотителей, в зарядных и разрядных высоковольтных цепях и т. п.

Высокомегаомные резисторы имеют диапазон номинальных сопротивлений от десятков мегаом до единиц тераом и рассчитываются на небольшие рабочие напряжения (100—400 В). Поэтому они работают в ненагруженном режиме и мощности рассеяния их малы (менее 0,5 Вт). Высокомегаомные резисторы применяют в электрических цепях

194

с малыми токами, в приборах ночного видения, дозиметрах и в измерительной аппаратуре.

В зависимости от способа монтажа в аппаратуре как постоянные, так и переменные резисторы могут выполняться для печатного и навесного монтажа, а также для микромодулей и микросхем или для сопряжения с ними.

Резисторы для навесного монтажа могут иметь жесткие или мягкие выводы, аксиальные или радиальные из проволоки круглого сечения или ленты, в виде лепестков и т. п.

У резисторов, применяемых в составе микросхем и микромодулей, а также СВЧ резисторов в качестве выводов могут использоваться части их поверхности.

В зависимости от способа защиты от внешних воздействующих факторов резисторы конструктивно выполняются: изолированными, неизолированными, герметизированными и вакуумными.

Неизолированные резисторы (с покрытием или без покрытия) не допускают касания своим корпусом шасси аппаратуры. Напротив, изолированные резисторы имеют 'достаточно хорошее изоляционное покрытие (лаки, компаунды, пластмассы и т. п.) и допускают касания корпусом шасси или токоведущих частей аппаратуры.

Герметизированные резисторы имеют герметичную конструкцию корпуса, которая исключает возможность сообщения окружающей среды с его внутренним пространством. Герметизация осуществляется с помощью керамических или металлических корпусов, а также с помощью опрессовки специальным компаундом.

Вакуумные резисторы — резисторы, у которых резистивный элемент с основанием помещается в стеклянную вакуумную колбу. По существу, это разновидность герметизированного резистора.

Иногда резисторы разделяют на защищенные и незащищенные. Защищенные допускают эксплуатацию в условиях повышенной влажности в аппаратуре любого конструктивного исполнения, незащищенные — только в

195

составе герметизированной аппаратуры или в корпусах микросхем.

По характеру изменения сопротивления все резисторы подразделяются на постоянные и переменные. Последние, в свою очередь, делятся на подстроечные и регулировочные.

Постоянные резисторы имеют фиксированное сопротивление, которое в процессе элксплуатации не регулируется. Переменные резисторы — регулировочные,

допускают изменение сопротивления в процессе их функционирования' в аппаратуре. Сопротивление подстроечных резисторов изменяется при разовой или периодической регулировке и не изменяется в процессе функционирования аппаратуры.

Переменные резисторы по конструкции могут быть выполнены:

одноэлементными и многоэлементными (сдвоенные,

строенные и счетверенные);

с круговым и прямолинейным перемещением подвижного контакта;

однооборотными и многооборотными;

с выключателем и без выключателя;

с упором и без упора;

с фиксацией и без фиксации положения подвижной системы;

с дополнительными и без дополнительных отводов.

В зависимости от материала резистивного элемента резисторы разделяют на следующие группы: проволочные с резистивным элементом из волоченой или литой проволоки с высоким удельным сопротивлением; непроволочные; металлофольговые с резистивным элементом из фольги определенной конфигурации, нанесенной на изолированное основание.

Непроволочные резисторы можно разделить на тонкопленочные (толщина слоя — нанометры),

толстопленочные (толщина — доли миллиметра), объемные

196

(толщина — единицы миллиметра). Разумеется, приведенное разделение слоев весьма условное. Четкой градации по толщине, вообще говоря, не существует.

Тонкопленочные резисторы подразделяются: на металлодиэлектрические, металлоокисные и металлизированные с резистивным элементом в виде микрокомпозиционного слоя из диэлектрика и металла, или тонкой пленки окиси металла, или сплава металла; углеродистые и бороуглеродистые, проводящий элемент которых — пленка пиролитического углерода или борорганических соединений.

К толстопленочным резисторам относят лакосажевые, керметные и резисторы на основе проводящих пластмасс. Объемные резисторы могут быть с органическим и неорганическим связующим диэлектриком. Проводящие резистивные слои толстопленочных и объемных резисторов представляют собой гетерогенную систему (композицию) из нескольких фаз, получаемую механическим смешением проводящего компонента, например графита или сажи, металла или окисла металла, с органическими или неорганическими связующими (смолы, стеклоэмали), наполнителем, пластификатором и отвердителем. После соответствующей термообработки образуется гетерогенный монолитный слой с необходимым комплексом резистивных параметров.

Лакосажевые композиции формируются на основе синтетических смол в виде лаковых растворов. Проводящим компонентом является сажа. Резисторы на основе этих композиций называют лакосажевыми, лакопленочными или пленочными композиционными.

Вобъемных резисторах в качестве связующего компонента используют органические смолы или стеклоэмали. Проводящей фазой является сажа.

Врезистивных керметных слоях основным проводящим компонентом являются металлические порошки и их смеси, представляющие собой керамическую, стеклянную или полимерную основу с равномерно распределенными частицами металла. Широкое применение нашли системы палладий — окись палладия — серебро — стекло и системы на основе рутения.

197

В резисторах на основе проводящих пластмасс резистивный элемент формируется горячим прессованием из проводящей композиции в виде пресспорошков, изготовленных на основе связующих полимеров (диаллилфталатных, фенольных и других смол) и сажи. Возможны металлопластмассовые композиции, проводящим компонентом которых являются металлы.

2. Конденсаторы

Конденсаторы - это радиоэлементы с сосредоточенной емкостью, образуемой двумя или большим числом электродов (обкладок), разделенных диэлектриком (специальной тонкой бумагой, слюдой, керамикой и т.д.).

2.1. Допустимое отклонение емкости от номинальной величины определяет класс точности конденсатора. Большую часть конденсаторов согласно ГОСТ изготовляют трех классов точности:

I класс с отклонениями от номинала ±5%, II — ±10%, III

— ±20%. Но существуют и более высокие классы точности

(±0,1%; ±0,2% и т.д.).

Маркировка конденсаторов. На корпусе конденсатора указывается номинальная величина емкости и допустимое отклонение от номинальной величины.

В зависимости от размеров конденсаторов применяются полные или сокращенные (кодированные) обозначения.

Кодированное обозначение состоит из:

а) цифр, обозначающих номинальную величину емкости; б) буквы, обозначающей единицы измерения емкости и

одновременно указывающей положение запятой десятичной дроби;

в) буквы, обозначающей допускаемое отклонение емкости от номинальной величины.

Пример маркировки номинальной емкости 1,5 мкФ с допускаемым отклонением ±20%: 1M5B.

Важными параметрами являются также величины, характеризующие потери в диэлектрике конденсатора, а также стабильность величины емкости при изменениях температуры и влажности.

198

Конденсаторы постоянной емкости обозначают на схемах, как показано на рис.2: две короткие параллельные линии символизируют его обкладки, а присоединенные к ним линии электрической связи - выводы.

В непосредственной близости от условного графического обозначения (УГО) на схеме указывают условное буквенноцифровое позиционное обозначение конденсатора и его номинальную емкость. Первая из этих надписей состоит из буквенного рода конденсаторов - С и порядкового номера элемента на схеме данного устройства или его узла.

Рис.2

Номинальная величина емкости указывается на корпусе конденсатора, причем величины емкостей от 0 до 9999 10-12 Ф выражаются в пикофарадах (пФ) (см. рис.2, С2, С3, С5), а свыше от 10-8 Ф до 9999 10-6 Ф — в микрофарадах (мкФ) (см. рис.2, С1, С4, С6). Если необходимо показать, что тот или иной конденсатор подборный и его емкость может отличаться от указанной на схеме, позиционное обозначение помечают "звездочкой" (см. рис.2, С2).

Номинальное напряжение конденсаторов, кроме так называемых оксидных, на схемах, как правило, не указывают. Только в редких случаях, например, в схемах цепей высокого напряжения (сотни и тысячи вольт), рядом с обозначением номинальной емкости можно увидеть и номинальное напряжение (см. рис.2, С4). Для оксидных же конденсаторов ( старое название электролитические) обязательно указывается номинальное напряжение (см. рис.3).

Подавляющее большинство оксидных конденсаторов - полярные, поэтому включать их в электрическую цепь можно только с соблюдением полярности. Чтобы показать это на

199

схеме, у символа положительной обкладки такого конденсатора ставят знак "+". УГО, изображенное в верхней части рис.3 (С1), - общее обозначение поляризованного конденсатора. Наряду с ним специально для оксидных конденсаторов используют символ, в котором положительная обкладка изображается узким прямоугольником ( рис.3, С2), причем знак "+" в этом случае можно опускать. У неполярных оксидных конденсаторов такими прямоугольниками обозначают обе обкладки (рис.3, С3).

С уменьшения габаритов в один корпус иногда заключают два конденсатора, но выводов делают только три (один общий) (рис.3, С4).

Для развязки цепей питания высокочастотных устройств по переменному току применяют так называемые проходные конденсаторы. У них тоже три вывода: два -от одной обкладки ("вход" и "выход"), а третий (в виде металлического винта или металлизированной поверхности корпуса) - от другой, наружной, которую соединяют с шасси или экраном. Эту особенность конструкции отражает и УГО такого конденсатора (рис.4, С1). Наружную обкладку обозначают короткой дугой, а также одним (С2) или двумя (С3) отрезками прямых линий с выводами от середины. УГО с позиционным обозначением (С3) используют при изображении проходного конденсатора в стенке экрана.

С4 2х20мк х 160В

Рис.3

С той же целью, что и проходные, применяют опорные конденсаторы. Обкладку, соединяемую с корпусом (шасси), выделяют в обозначении такого конденсатора тремя

200