1. - Прямочастотная;

2- прямоемкостная

Рис.19. Эквивалентная схема за­мещения конденсатора переменной емкости

Значение переходного сопротивления токосъема R^^ опре­деляется конструкцией конденсатора и условиями эксплуатации. Нестабильность R_K0KT вызывает появление шумового напряжения (2...6 мкВ, а при загрязнении контактирующих поверхностей до 10...20 мкВ). Контакт с пластинами ротора достигается с помощью токосъемной плоской пружины, что в некоторых случаях неприемле­мо в силу упомянутого шумового напряжения, возникающего в цепи. Но, если вместо контакта трением применить соединительную многовитковую пружину, то возрастает индуктивность выводов конден­сатора, что затрудняет его использование в высокочастотных цепях (50...200 МГц).

Колебания пластин переменного конденсатора, вызванные вибрацией или ударами, сопровождающими работу РЭС, приводят при включении конденсатора в резонансный контур к появлению 8 контуре нежелательных процессов, например, амплитудной или час­тотной модуляции. Следовательно, пластины конденсатора должны обладать определенным уровнем механической устойчивости, кото­рая достигается увеличением толщины пластин. Однако это ведет к снижению удельной емкости и к увеличению массы конденсатора.

Cдвоенный прямоемкостной конденсатор переменной емкости, у которого две группы пластин и одна - роторная, обра­зуют дифференциальный конденсатор, емкость которого равна сумме двух конденсаторов (рис. 20, а), не изменяющаяся при повороте ротора на 180°. Преимуществом дифференциального конденсатора является отсутствие трущихся контактов ротора, если емкость конденсатора образуется между выводами пластин статорных групп (активный угол поворота при этом равен 90°)

Разновидностями дифференциального конденсатора пере­менной емкости являются варианты, в которых между двумя секциями пластин статора помещается одна секция роторных пластин конфи­гурация и размер которых позволяют свести к минимуму начальною емкость. Эти конденсаторы называют ‹‹бабочка›› (butterfly).

По варианту рис. 20, б конденсатор имеет емкость , где - емкости левой и правой частей конденсатора. Вариант «е» фактически является дифференциальным конденсато­ром, у которого . По варианту «г» емкость между вывода­ми конденсатора составляет .

Рис. 20. Дифференциальный конденсатор (а) и его разновидности (б-г)

Подстроенные конденсаторы (рис. 21) применяются в соста­ве узлов РЭС для технологической подстройки емкости в цепи, т.е. когда изменение емкости производится достаточно редко. Поэтому к механическому узлу вращения ротора не предъявляют высоких тре­бований.

Рис. 21. Подстроенные конденсаторы с воздушным диэлектриком типов КП8 и КТ2-21

Конструкция подстроечных конденсаторов с воздушным диэлектриком аналогична конструкции конденсаторов переменной емкости (используются только прямочастотные формы пластин), за исключением цилиндрических подстроечных конденсаторов, у кото­рых изменение емкости производится не вращательным, а поступа­тельным движением статорных и роторных цилиндров или движени­ем цилиндрического поршня. Такая конструкция конденсатора обес­печивает некоторый выигрыш в объеме по сравнению с вращатель­ным переменным конденсатором, поскольку позволяет получить ме­ханически жесткую конструкцию роторных и статорных частей при весьма малых толщинах стенок (до 0,1мм). Кроме того, цилиндри­ческие подстроечные конденсаторы обладают за счет многооборотности винта перемещения более плавной перестройкой емкости.

К подстроенным конденсаторам с воздушным диэлектриком относятся конденсаторы марок КПВ; КПВМ; КТ2-17 - КТ2-21; КТ2-23; КТ2-50; КТ2-51.

Температурный коэффициент подстроечных конденсаторов различных типов находится в интервале . При этом ТКЕ воздушных подстроечных конденсаторов всегда положи­телен, диэлектрические потери , добротность на часто­тах 2...100 МГц составляет 300-5000 (у цилиндрических подстроеч­ных конденсаторов добротность может достигать более ).

ВАРИКОНДЫ

Вариконд - нелинейный конденсатор с диэлектриком из спе­циального материала (сегнетокерамики). Изменение емкости вариконда происходит за счет изменения диэлектрической проницаемо­сти сегнетокерамики под влиянием приложенного электрического поля Е (рис. 22). Зависимость имеет два ската, с помощью которых можно получить как увеличение, так и снижение емкости конденсатора с увеличением напряженности поля. Управляемое из­менение емкости варикондов может достигать 4-6 раз.

Обычно номинальное значение емкости определяется у конкретного экземпляра вариконда приложенным напряжением 5 В (эффективное значение) промышленной частоты 50 Гц (вариконды типов ВК2-Б; ВК2-БШ; ВК4-Б), на частоте 1 кГц (вариконды типов ВК2-1-ВК2-4; ВК4-1-ВК4-4), на частоте 0,1.-1 МГц (КН1-5; КН1-6). Подача дополнительного постоянного напряжения смещения позво­ляет расширить возможности управления емкостью вариконда.

Значительные емкости , которые имеет вариконд, и малые размеры, высокая радиационная стойкость являются его очевидными достоинствами. Недостаточная стабильность емкости конденсаторов данного типа во времени и большие потери, вносимые варикондами, мешают их использованию непосредственно в колебательных конту­рах. Тем не менее, на базе варикондов разработаны диэлектрические усилители звуковых частот мощностью до десятков ватт, устройства дистанционного управления настройкой низкочастотных контуров не­которых электромеханических систем. Дальнейшие исследования свойств сегнетокерамики и разработка новых сегнетоматериалов по­зволили создать вариконды, способные работать на высоких частотах (КН1-5 до 200 МГц; КН1-6 до 10 ГГц).

Рис. 22. Зависимость диэлектриче- Рис. 23. Вариконды типов ВК2-1 ской проницаемости сегнетоэлектрика и КН1-5

от напряженности электрического поля

Вариконды (рис.23) обладают номинальной емкостью 470 пФ (ВК2-1) ... 0,22 мкФ (ВК2-БШ); СВЧ вариконды 2,2...47 пФ (КН1-5). Предельные рабочие напряжения постоянного тока составляют 160 В, а переменного тока (с частотой не более 1 кГц) - 100 В. Коэффици­ент управления варикондов (показывающий, во сколько раз снижа­ется их емкость при увеличении постоянного напряжения от 0 до 200 В) составляет 1,3 (КН1-5) и 1,5 (КН1-6). Допускаемый разброс емко­сти СВЧ варикондов ±0,5% (емкость до 10 пФ, КН1-5); ±20% (емкость более 10 пФ; КН1-6); от-20 до+80% (ВК2-1; ВК2-4; ВК4; КН1-6 более 10 пФ). Диэлектрические потери низкочастотных варикондов не нор­мируются (однако ВК2-1; ВК2-4; ВК4 имеют не более ); для высокочастотных варикондов более .В тече­ние срока хранения изменение емкости варикондов СВЧ составляет ±50%, а у низкочастотных - ±20% сверх установленного допуска. На основе сегнетокерамики изготавливаются монолитные конденсаторы типа КМ-6 (номинальная емкость 6800 пФ...2 мкФ).

Вследствие высокого уровня термической чувствительности сегнетоэлектрика возможно создание высокочувствительных прием­ников инфракрасного и СВЧ излучения, модуляции лазерного луча электромагнитным полем радиочастоты вплоть до СВЧ, емкостных умножителей частоты, емкостного шунта для искрогашения во взры­воопасной среде, преобразования частоты, распределенного усиле­ния, фазовращателей, переключателей, линий задержки на полосковых линиях СВЧ, преобразователей амплитудно-модулированных колебаний в фазомодулированные.

Интересной областью применения варикондов является управление с их помощью импульсными генераторами и схемами формирования импульсов. Например, импульсные генераторы с варикондами, емкость которых управляется входным напряжением, могут использоваться как делители частоты с управляемым коэф­фициентом деления, в схемах кодирующих устройств, безынерцион­ных преобразователях напряжение-частота и др.

Рис. 25. Зависимость периода ко- Рис. 24. Мультивибратор с вари- лебаний Т, мультивибратора от температуры кондами, включенными параллельно 1-схема с варикондами;

обычным конденсаторам 2-схема с обычными конденсаторами;

3 – схема с параллельным включением варикондов и обычных конденсаторов

На рис. 24 приведена схема мультивибратора с коллекторно-базовыми связями, у которого повышена температурная стабиль­ность периода колебаний (рис. 25, кривая 3) с помощью варикон­дов, включенных во времязадающие цепи параллельно обычным конденсаторам.

Рис. 26. Одна из рулонных конст­рукций пленочных и бумажных кон­денсаторов

В конденсаторах с органи­ческим диэлектриком обкладки создают намоткой из металлизи­рованной пленки или фольги, проложенных тонкой лентой ди­электрического материала (рис. 26). По свойствам диэлектрика конденсаторы могут относиться к группам низковольтных или вы­соковольтных (свыше 1600 В). В свою очередь, низковольтные конденсаторы могут быть низко­частотными (рабочая частота до 10⁵ Гц) и высокочастотными (ра­бочая частота до 10⁷ Гц).

Большую часть конденсаторов с органическим диэлектриком составляют пленочные конденсаторы, которые содержат синтетиче­скую диэлектрическую пленку (толщиной от 1,4 до 30 мкм). Конденсаторы с фольговыми обкладками обладают большей устойчиво­стью характеристик в эксплуатационных условиях, хотя стоимость их несколько выше и, кроме того, по удельной емкости они проигрыва­ют конденсаторам с металлизированными обкладками.

ПОЛИСТИРОЛЬНЫЕ КОНДЕНСАТОРЫ

Фольговые и металлизированные полистирольные конден­саторы в своем большинстве относятся к группе высокочастотных и низковольтных (рабочие напряжения от 50 до 500...1600 В). Лишь полистирольный конденсатор типа ПОВ специально разра­ботан для применения в высоковольтных цепях питания кинеско­пов и имеет номинальное напряжение 10...18 кВ при емкости 390...120ПФ.

Конструкция выпускае­мых полистирольных конден­саторов (рис. 27) достаточно разнообразна.

Рис. 27, Полистирольные конденса­торы К71-7, К71-6. К70-7, ПОВ, ПМ-2

Они могут быть откры­тыми (ПО, МП-1), в металличе­ском корпусе (ПМ-2; К70-4; К70-7; К71-4; К71-5; К71-8); уп­лотненными с помощью пла­стмассовой оболочки (К70-6; К70-8;К71-6;К71-7).

Полистирольные конденсаторы типа К71-7, изготовленные на основе металлизированной пленки, обладают наименьшим допус­тимым разбросом номинальных значений ±(1...5)% и достаточно широким диапазоном емкостей (1000 пФ...0,3 мкФ) при номинальном напряжении 250 В (температурный коэффициент отрицателен и со­ставляет - 1/°С; диапазон рабочих температур - 60...+85°С).