Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
Пассивные элементы электронных устройств
Электронная аппаратура - это совокупность радиокомпонентов, несущих конструкций и монтажных соединений, объединенных в общую конструкцию или комплекс. Компоненты по своему назначению подразделяют на пассивныеиактивные. К пассивнымкомпонентам относятся резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности, дроссели, трансформаторы, переключатели, реле и др. К активнымкомпонентам относятся приборы на базе p-n переходов, МОП-структур, вторичные источники питания.
Резисторы - это наиболее распространенные компоненты электронной аппаратуры, с помощью которых осуществляется регулирование и распределение электрической энергии между цепями и элементами схем. В цепях переменного тока резисторы не вносят сдвига фаз между током и напряжением и в связи с этим их сопротивление часто называют «активным». По назначению резисторы делят на резисторы общего назначения, прецизионные, высокочастотные, высокомегомные, высоковольтные, специального назначения. По эксплуатационным характеристикам резисторы могут быть термостойкими, влагостойкими, вибро- и ударопрочными, высоконадежными. По виду токопроводящего элемента резисторы подразделяют на проволочные и непроволочные. В проволочных резисторах токопроводящим элементом является намотанная на каркас проволока, изготовленная из материалов с высоким удельным электрическим сопротивлением. В непроволочных резисторах токопроводящим элементом является углерод, металлы, их сплавы или окислы, либо композиции проводников и диэлектриков, выполненные в виде тонкой пленки или объема. По характеру изменения сопротивления резисторы подразделяют на постоянные, переменные и подстроечные.
К основным параметрам резисторов относятся:
1. Номинальное сопротивление и его допустимое отклонение. Под номинальным сопротивлением понимают значение сопротивления, на которое рассчитан резистор и которое указывается на резисторе или в сопроводительной документации. Выпускаются резисторы по стандартным шкалам номинальных значений с регламентированными классами точности. Класс точности резисторов определяется относительным отклонением от номинала в процентах. Основная единица измерения сопротивления резисторов – Ом и кратные ей в сторону увеличения: килоом - КОм (множитель 103 или буква Е),мегаом (106или М),гигаом (109 или Г), тераом (1012 или Т). Номиналы резисторов определяются стандартными рядами базовых чисел, например, ряд Е3 содержит три базовых числа 1; 2,2; 4,7,это значит, что сопротивления резисторов этого ряда будут иметь значения равные числу ряда умноженному на 10n,где n – целое число в диапазоне от –2 до +9.Всего таких рядов –7: Е3,6,12,24,48,96,192, резисторы класса точности ≥± 5% выпускаются в соответствии с рядами Е3 – Е24, более высокого класса точности соответствуют рядам Е48 – Е192. Классы точности резисторов также стандартизованы и находятся в пределах от.±0,001% до.±30%,наиболее употребительны классы ±5 – 10%.
2. Номинальная мощность рассеивания. Под номинальной мощностью рассеивания понимают максимально допустимую мощность, которую резистор может рассеивать при длительной электрической нагрузке в нормальных условиях без изменения электрических параметров выше норм, указанных в технических условиях на него. Промышленность выпускает резисторы с номинальными мощностями рассеивания от 0,001 до 500 Вт.значения мощностей стандартизированы, наиболее часто используются в электронных схемах резисторы мощностью 0,125 –0,25 –0,5 –1 –2 Вт.
3. Предельное рабочее напряжение. Под предельным рабочим напряжением понимают максимально допустимое напряжение, приложенное к выводам резистора, которое не вызывает превышения норм технических условий на электрические параметры.
4. Температурный коэффициент сопротивления (ТКС). Этот параметр характеризует относительное изменение сопротивления резистора при изменении температуры окружающей среды на 1°С и выражается в 1/°С.
ТКС= ΔR/R0Δt, [1/0С]
где ΔR - абсолютное изменение сопротивления резистора (Ом) под влиянием температуры, R0 - сопротивление резистора (Ом) при нормальной температуре t0.
5. Уровень собственных шумов. Шум представляет собой переменную составляющую, накладываемую на постоянный уровень напряжения резистора, что создает помехи для прохождения сигнала и ограничивает чувствительность приемных трактов электронной аппаратуры. Собственные шумы резисторов имеют двоякую природу: это так называемые «тепловые» и «токовые» шумы. В переменных резисторах наблюдаются шумы, вызванные изменением сопротивления контактной пары за счет меняющегося во времени давления между контактами.
Отечественная промышленность выпускает следующие резисторы:
 
Рис.1
УГО резисторов
а) резистор постоянный 0,125 Вт б) резистор переменный
Пример обозначения резистора в конструкторской документации: С2-11-0,25-100 к ±5% (резистор постоянный-металлоплёночный - 11 ой серии - 0,25Вт - 100 К - класс точности 5%).
 Резисторы специального назначения относятся к компонентам, принцип работы которых основан на изменении сопротивления в зависимости от приложенного напряжения (варисторы), освещенности (фоторезисторы), температуры (термисторы) и др., их обычно применяют в качестве измерителей, стабилизаторов, датчиков и преобразователей различного рода сигналов в электрические сигналы. На рис.2 показана вольт-амперная характеристика варистора, с увеличением приложенного к варистору напряжения его сопротивление уменьшается за счёт увеличения электропроводности оксидных пленок между зёрнами материала варистора (SiC) На рис.3 показано УГО варистора.
Рис.2
Вольт-амперная характеристика варистора
На рис.4 показана вольт-амперная характеристика фоторезистора при различных величинах облучающего светового потока, с увеличением светового потока проводимость полупроводникового материала фоторезистора (CdS) в связи с генерацией дополнительных носителей заряда возрастает, что приводит к увеличению фототока, на рис.5 приведено УГО фоторезистора.
 Рис.4 Рис.5 
Вольт-амперная характеристика УГО фоторезистора
фоторезистора
Основным параметром фоторезистора является чувствительность к световому потоку, выражаемая как S= Iф/Ф (А/люмен), пример обозначения в конструкторской документации – ФСК – Г1.
Терморезисторы применяются в основном в качестве датчиков температуры, наибольшее распространение получили полупроводниковые терморезисторы (термисторы) на основе германия или его сплавов с редкоземельными элементами. Достоинства этих резисторов: малые габариты и инерционность, высокое начальное сопротивление, большой ТКС. Недостаток – нелинейность характеристики: Rt = АеВ/t, где t-температура, А,В – параметры материала, на рис.6 приведена термо-характеристика термистора с отрицательным значением ТКС, наиболее часто встречающегося на практике, существуют термисторы с положительным ТКС (позисторы).Примерный диапазон значений ТКС: 0,02-0,08 1/0С, пример обозначения термистора: СТ 3 – 14 – бусинковый.
 
Рис.6 Рис.7
Термо–характеристика термистора УГО термистора
На принципиальных электрических схемах УГО резисторов сопровождается буквой R с порядковым номером элемента.
Конденсаторы по применению в электронной аппаратуре занимают второе место после резисторов. Принцип работы конденсаторов основан на их способности накапливать электрический заряд на обкладках при приложении к ним разности потенциалов. По материалу диэлектрика различают три основные группы конденсаторов: с газообразным, жидким и твердым диэлектриком. К первой группе относятся переменные и полупеременные воздушные конденсаторы и постоянные газонаполненные. Ко второй группе относят маслонаполненные конденсаторы и конденсаторы с синтетической жидкостью, которые имеют ограниченное применение в электронной аппаратуре. К третьей группе относят:
 Конденсаторы специального назначения. К ним относятся вариконды и варикапы. Вариконды представляют собой сегнетокерамические конденсаторы, имеющие резко нелинейную зависимость величины ёмкости от приложенного напряжения. Вариконды используют для управления параметрами цепей (умножители частоты и т.д.). В варикапах используют свойство р-п- перехода изменять свою толщину при переменном модулирующем и постоянном запирающем напряжениях. Варикапы применяют для частотной модуляции в диапазоне УКВ, а также для автоматической подстройки резонансной частоты колебательных контуров. На рис.8 показаны условные графические изображения конден- саторов различного назначения,применяемые в конструкторской документации.
Пример записи конденсаторов в конструкторской документации: К10 –17 –400В –0,1мФ ±10%, где: К – постоянный,10-керамический, серия параметров, 400В –допустимое напряжение, 0,1 мФ - значение емкости, ±10%, - класс точности.
На схемах УГО конденсаторов снабжается буквой С с порядковым номером элемента.
Катушками индуктивности называют элементы аппаратуры, предназначенные для запасания энергии электромагнитного поля. Катушки индуктивности делятся:
по назначению - на катушки колебательных контуров, гетеродинов, преобразователей частоты и др.;
по уровню стабильности - на катушки индуктивности с высокой стабильностью (для фильтров электрических сигналов, катушек связи и т.д.), а также с низкой стабильностью (катушки для оказания большого сопротивления переменному току);
по частотному диапазону – на катушки индуктивности для ультракоротких, коротких, средних и длинных волн;
> по возможности регулировки – на катушки с постоянной и переменной индуктивностью (вариометры).
К основным параметрам катушек индуктивности относятся:
- номинальная индуктивность катушки (L) – коэффициент пропорциональности между скоростью изменения тока в катушке и э.д.с. самоиндукции. Основная единица измерения индуктивности – Генри, кратные ей в сторону уменьшения: милли и микро генри;
- добротность - характеризует относительный уровень активных потерь в обмотке катушки и сердечнике;
- собственная емкость – является паразитным параметром катушки. Она проявляется в области высоких частот и зависит от вида намотки и числа витков.
Промышленность выпускает несколько типов катушек индуктивности. Катушки индуктивности без сердечников, которые делятся на катушки УКВ и КВ диапазона. Они обладают небольшой индуктивностью (до 200 мкГн), большой добротностью (до 100), высокой стабильностью (ТКL≈ 150 x 10-6 1/град).
Катушки индуктивности СВ и ДВ диапазона обладают большей индуктивностью (более 500 мкГн), меньшей добротностью, повышенным значением собственной емкости (до 70 пФ), ТКL > 10-6 1/град. Большая индуктивность катушки обеспечивается изготовлением многослойной обмотки.
Применение сердечников из ферромагнитных материалов приводит к увеличению индуктивности катушек, уменьшению их габаритов, увеличению добротности и возможности их подстройки.
Трансформаторы и дроссели представляют собой катушки индуктивности, в конструкциях которых предусмотрены замкнутые магнитные цепи (магнитопроводы). Как по конструкции, так и по ряду электрических параметров дроссели имеют много общего с трансформаторами.
Трансформатор – это электромагнитное устройство, имеющее две или более индуктивно связанные обмотки, которое предназначено для преобразования посредством электромагнитной индукции одной или нескольких систем переменного тока в одну или несколько других систем переменного тока. При классификации трансформаторов их разделяют на группы, обладающие общими свойствами и выполняющие близкие функции.
Трансформаторы питания - предназначены для преобразования переменного напряжения первичного источника в любые другие значения напряжения, необходимые для нормального функционирования аппаратуры
Трансформаторы согласования - предназначены для передачи переменных электрических сигналов, несущих полезную информацию, для изменения уровня напряжений (токов) при сохранении мощности и минимальном искажении сигнала. Вместе с активными элементами, например транзисторами, эти трансформаторы входят в состав усилителей мощности, используемых для передачи речи и музыки, спектр частот которых находится в пределах от (30-50) Гц до (3-20) кГц. Основное требование, предъявляемое к ним, – обеспечение минимальных или допустимых искажений передаваемого сигнала.
Импульсные трансформаторы. Их основное назначение состоит в том, чтобы под влиянием токов (напряжений), действующих в первичной обмотке, вырабатывать на выходе короткие импульсы заданной формы или трансформировать импульсы с необходимым изменением напряжения и тока.
Принцип действия трансформаторов основан на явлении взаимной индукции: переменное магнитное поле тока в первичной обмотке вызывает появление ЭДС индукции во вторичной обмотке. Отношение абсолютных значений напряжений U2 и U1 на концах вторичной и первичной обмоток при холостом ходе называют коэффициентом трансформации:
 ,
w1 и w2 – число витков в первичной и вторичной обмотках трансформатора.
К основным параметрам трансформаторов независимо от их назначения относятся: индуктивность первичной обмотки L1, индуктивность рассеивания LS, собственная емкость обмоток трансформатора С0, активное сопротивление обмоток R, коэффициент полезного действия КПД и коэффициент трансформации N. Коэффициент трансформации может быть равным, больше или меньше единицы, а для многообмоточного трансформатора он может иметь несколько значений. Для высококачественной работы трансформатора желательно иметь малые L1,C0,R,LS.
Одной из разновидностей катушек индуктивности являются дроссели. Различают дроссели высокой частоты и низкой.
Дроссели высокой частоты - это катушки индуктивности, предназначенные для увеличения сопротивления цепи. Дроссели этого типа обладают значительной индуктивностью (от сотен микрогенри до единиц миллигенри) и малой емкостью. Промышленность выпускает дроссели, намотанные на ферритовые стержни и опрессованные пластмассой.
Дроссели низкой частоты предназначены для уменьшения пульсаций выпрям- ленного напряжения. Они входят в состав сглаживающих и низкочастотных LC-фильтров. Сопротивление дросселя постоянному току мало. Конструктивно их выполняют на магнитных сердечниках, с одной обмоткой. Реле – это элемент электронной аппаратуры, предназначенный для коммутации электрических цепей. По принципу работы реле делятся на электромагнитные, магнитоэлектрические, индукционные и электротермические. Наибольшее распространение получили электромагнитные реле. В зависимости от вида коммутируемого тока они делятся на реле постоянного и переменного тока, от времени срабатывания - на быстродействующие (не более 0,005 с), нормальные (от 0,005 с до 0,015 с) и замедленные (более 0,015 с), от мощности срабатывания - на мощные контакторы и слаботочные реле для микроэлектронной аппаратуры.
К основным параметрам реле относятся:
- ток (напряжение) срабатывания - минимально необходимое значение тока (напряжения), при котором тяговое усилие электромагнита будет больше суммы противодействующих сил: силы, развиваемой возвратной пружиной, сил деформации контактных пар и трения,
- ток (напряжение) отпускания - максимально необходимое значение тока (напряжения), при котором тяговое усилие станет меньше суммы противодействующих сил. Ток отпускания реле всегда меньше тока срабатывания.
- время срабатывания (отпускания) - интервал времени от момента подачи напряжения (тока) в обмотку реле до момента коммутации контактов,
- срок службы - число допустимых переключений контактов реле, при котором обеспечивается заданная по его техническим условиям надежность.
На рис.9 приведены УГО элементов на базе индуктивностей с буквенными символами, применяемыми при оформлении электрических схем.
|
Date: 2016-05-25; view: 630; Нарушение авторских прав; Помощь в написании работы --> СЮДА... |