Кодовая и цветовая маркировка конденсаторов. Маркировка конденсаторов Маркировка конденсаторов с линейной зависимостью от температуры

У них посложней. Обычно на корпус конденсатора наносят следующую информацию:

Номинальная емкость;

Номинальное (максимально допустимое) напряжение;

ТКЕ (температурный коэффициент емкости).

Допуск и ТКЕ указываются только у «хороших» конденсаторов, т. е. пленочных, керамических и слюдяных; у полярных конденсаторов эти два параметра столь огромны, что их даже не указывают. В «жизненно важных» местах устройства полярные можно использовать только для фильтрации напряжения питания.

Начнем с отечественных неполярных конденсаторов. У конденсаторов емкостью до 100 пФ параметры на корпусе чаще всего вообще не указываются. С чем это связано, мне неизвестно, возможно, предприятиям-изготовителям жалко тратить краску на такую «мелочевку». Емкость таких конденсаторов можно узнать только косвенным путем, измерив их Х с на некоторой точно известной частоте f и подставив эти данные в формулу:

где U reH - выходное переменное напряжение генератора, В; 1 с - ток через , мА; f reH - , кГц; С - емкость конденсатора, пФ; 2π « 6,28. Диапазон емкостей «цветных» конденсаторов указан в табл. 3.3. Данные ззяты из статьи А. Перуцкого, «Радиомир», № 8, 2003, с. 3.

Но на некоторых конденсаторах такой емкости и на большинстве конденсаторов большей емкости параметры указываются. Емкость обозначается цифрами, буква «р» (по старому стандарту - «П») означает «пикофарады», «п» («Н») - «нанофарады», «μ» - «микрофарады». Емкость шифруется так же, как и , т. e. «47Н» означает 47 нФ (0,047 мкФ), а «Н47», или «470р» - 470 пФ (0,47 нФ). Если емкость конденсатора выражается в пикофарадах, то букву «р» или «П» на его корпусе обычно не рисуют, т. е. если на конденсаторе стоит «1000» без всяких дополнительных опознавательных знаков, то его емкость равна 1000 пФ.

Приблизительную емкость пленочных и слюдяных конденсаторов можно определить по размеру их корпуса: чем больше емкость при том же максимально допустимом напряжении, тем больше размер корпуса. При увеличении максимально допустимого рабочего напряжения габариты конденсатора тоже увеличиваются. У керамических конденсаторов разной емкости используются разные диэлектрики с разной диэлектрической проницаемостью, поэтому у двух конденсаторов одинаковых размеров емкость может отличаться в сотни…тысячи раз. Но чем больше диэлектрическая проницаемость используемого диэлектрика, т. е. чем меньше отношение «площадь поверхности конденсатора х его емкость», тем выше внутреннее . Поэтому использовать керамические для фильтрации высокочастотных помех и пульсаций в шинах питания и других цепях, по которым протекает значительный высокочастотный ток, нежелательно. Идеальны слюдяные, но они «большие» и дорогие, поэтому в таких цепях лучше использовать пленочные .

Допуск у конденсаторов бывает в пределах 5…20%, и обозначается он теми же буквами (они всегда заглавные - «большие»), что и у резисторов. Причем если емкость помечена латинскими буквами (р, п, м), то и допуск отмечается латинскими. Кстати, русские свои детали с 5-процентным допуском помечают буквой «I», а все остальные страны - буквой «J».

ТКЕ у конденсаторов чаще всего незначителен, но в некоторых устройствах (задающие ) желательно, чтобы он вообще был равен нулю. Возникает он из-за того, что при нагреве конденсатора его диэлектрик очень незначительно расширяется, расстояние между обкладками увеличивается, из-за этого емкость конденсатора уменьшается. То есть у такого конденсатора ТКЕ отрицательный. Есть и с положительным ТКЕ. Этот коэффициент максимален (по модулю) у керамических конденсаторов, и чем больше емкость конденсатора, а его размеры - меньше, тем больше ТКЕ. У пленочных конденсаторов ТКЕ крайне мал (и обычно отрицателен), а у слюдяных вообще практически равен нулю.

Узнать, на сколько изменится емкость конденсатора при изменении температуры можно по формуле:

где С - емкость конденсатора при начальной температуре; С Д1 - емкость конденсатора при изменении температуры на At (в градусах Цельсия или Кельвина).

Делить на миллион обязательно - ТКЕ крайне малая величина, и, если ее перед нанесением на корпус конденсатора не умножить на это число, будет слишком много нулей после запятой.

ТКЕ у всех конденсаторов нормирован и может быть равным (по отечественному стандарту он обозначается на корпусе конденсатора как «МПО», по европейскому - «NPO», «COG», «СОН», «СН» - это одно и то же); -47 (М47 - по старому отечественному стандарту; на корпусах отечественных конденсаторов, номинал и допуск которых указан латинскими буквами, он обозначается буквой «U»); -75 (М75, «М»); -750 (М750, N750 - европейский стандарт, «Т»); -1500 (М1500, «V»); +100 (П100). У конденсаторов большой емкости (керамические, более 0,01 мкФ) ТКЕ уж очень большой и под воздействием температуры емкость конденсатора может изменяться на 30% (НЗО, «D», X7R, Х7В), 70% (Н70) или 90% (Н90, «F»); у импортных конденсаторов максимальное изменение емкости - 50% (Y5V, Z5U) при изменении температуры на 50…80 °С.

Также емкость керамических конденсаторов изменяется и под воздействием напряжения. У конденсаторов Y5V при увеличении напряжения от 5 до 40 В емкость уменьшается на 70%.

Рис. 3.27. Расшифровка маркировки конденсаторов

На импортных конденсаторах емкость обозначается только в зашифрованном виде - без всяких букв. Она обозначается или как у резисторов для поверхностного монтажа (в пикофарадах, первые две цифры - номинал, третья - количество нулей; «100» и «101» - это 100 пФ; у конденсаторов емкостью до 100 пФ верхняя часть корпуса (примерно 1/10, со стороны названия) иногда закрашивается краской; емкость конденсаторов 1…9 пФ обозначается одной цифрой и может быть любой, емкость всех остальных конденсаторов подчиняется ряду Е24), или в единицах АЕС (в микрофарадах, причем нуль до запятой (вернее, точки) не ставится, т. е. на конденсаторе емкостью 2200 пФ будет написано «.0022», что соответствует 0,0022 мкФ). Значение допуска, максимально допустимого напряжения и ТКЕ на корпуса большинства таких конденсаторов не наносится.

Наиболее проста у электролитических конденсаторов. У них емкость обозначается в микрофарадах («мкФ», или «μι»), а напряжение - в вольтах («В», или «V»), Допуск и ТКЕ не наносятся никогда, на некоторых импортных конденсаторах указывают температурный диапазон, в пределах которого гарантируется работоспособность конденсатора (т. е. жидкий электролит не замерзнет и не закипит). На отечественных конденсаторах возле положительного вывода ставят значок «+», у импортных возле отрицательного вывода, параллельно корпусу, рисуют то петую линию, внутри которой через небольшие интервалы нарисованы «-». В спорных случаях правильную можно определить при помощи микроамперметра и батарейки (аккумулятора) на 6…12 В - при «неправильной» полярности через будет протекать ток, в сотни раз больше, чем при «правильной».

Для лучшего понимания всего вышесказанного на рис. 3.27 собраны примеры маркировки большинства отечественных и импортных конденсаторов.

Стабилизация частоты любительской аппаратуры

Стабилизация частоты самодельного трансивера или приемника для радиолюбителей всех поколений представляла непростую задачу. Требуется время для приобретения опыта, чтобы затем начать собирать трансиверы, частота которых не “плавает” и не “плачет”.

Нестабильность частоты параметрического генератора, генератора, в котором значение частоты зависит от величины индуктивности катушки и емкости контурного конденсатора, зависит от двух главных параметров. Первое, это стабильность параметров частотозадающих цепей, а второе, стабильность параметров элементов, как пассивных так и активных, составляющих схему генератора. Но конечно главным врагом для стабильности частоты генераторов является температура. Преодолев влияние изменения температуры на работу частотозадающих цепей можно создать стабильный генератор.

К сожалению, в реальности все не так просто. Более того, в настоящее время наблюдается интересная тенденция. Уровень развития радиоэлектроники с каждым годом растет, количество транзисторов на один миллиметр площади исчисляется в тысячах, а стабильность частоты гетеродинов в большинстве самодельной радиолюбительской аппаратуре не повышается, а даже понижается.

Причины того, почему это происходит, почему многие старые ламповые самодельные конструкции приемников и трансиверов (например, знаменитый в свое время “ UW 3 DI ”) “держат” частоту гораздо лучше многих современных самодельных трансиверов, мы рассмотрим ниже.

Температурная нестабильность катушки и конденсатора

Наиболее распространенной причиной изменения частоты генератора является нагрев его деталей в процессе работы. Это связано с тем, что при изменении температуры радио деталей изменяются их размеры. Чем быстрее прогреваются, и следовательно изменяются в размерах, детали генератора, тем больше изменение частоты генератора. Радиолюбители хорошо знают этот эффект, который называют “начальный выбег частоты”. При включении аппаратуры в течение первых 15- 30 минут происходит основной нагрев деталей генератора, вследствие этого частота генератора изменяется особенно значительно.

При нагревании увеличивается в размерах катушка индуктивности задающего генератора. Вследствие этого увеличивается индуктивность этой катушки и понижается частота генератора. Относительное изменение значения индуктивности катушки индуктивности от ее температуры выражает в ТКИ.

ТКИ – температурный коэффициент индуктивности, показывает относительное изменение индуктивности катушки при изменении ее температуры на 1 градус С.

Для перестройки генераторов по частоте обычно используют переменные воздушные конденсаторы. При нагреве эти конденсаторы увеличиваются в размерах. С увеличением всех физических размеров переменного конденсатора происходит увеличение его емкости. Относительное изменение значения емкости конденсатора от его температуры выражает в ТКЕ. Нестабильности частоты генератора будет зависеть от типа конденсатора, используемого в частотозадающей цепи.

ТКЕ – температурный коэффициент емкости, показывает относительное изменение емкости конденсатора при изменении его температуры на 1 градус С.

Из переменных воздушных конденсаторов особенно нестабильны конденсаторы из алюминиевых сплавов. Эти конденсаторы переменной емкости широко используются в бытовых радиоприемниках. ТКЕ переменных конденсаторов выполненных из алюминиевых сплавов и имеющих зазор между пластинами 0,3- 0,6 мм находится в пределах (100- 200)*10 -6 град -1 .

Переменные конденсаторы, выполненные на основе медных сплавов (из конденсаторной латуни), меньше подвержены воздействию температуры. Для специальных целей производят высокостабильные переменные конденсаторы из “нечувствительных” к воздействию температуры сплавов, в частности из инвара. Для стабильных конденсаторов используются высококачественные изоляторы. Высококачественные переменные конденсаторы иногда выпускают с посеребренным покрытием. Пластины конденсаторов из медных сплавов обычно имеют специальное защитное покрытие, допускающее пайку и исключающее коррозию пластин конденсатора при воздействии влаги. Высокостабильные переменные конденсаторы выполняют с зазором между пластинами 1- 1,5 мм. ТКЕ высокостабильных переменных конденсаторов может быть в пределах (10-30)*10 -6 град -1 . В 10- 20 раз стабильнее, чем ТКЕ простых бытовых переменных конденсаторов сделанных из алюминия!

Итак, ситуация, складывающаяся с температурной стабильностью частотозадающих цепей генератора, получается непростой. ТКИ катушки, находящейся в частотозадающей цепи, имеет положительное значение. Конденсатор переменной емкости тоже имеет положительный ТКЕ. Следовательно, с прогревом частотозадающей цепи, содержащей такую катушку и такой конденсатор, его частота будет понижаться. Это явление хорошо знакомо каждому радиолюбителю. Частота трансивера или приемника при его включении плавно ползет вниз.

Включение нерационально сконструированного трансивера на передачу может вызвать добавочное увеличение нестабильности частоты. Это связано с тем, что при работе на передачу выходной каскад трансивера проводит дополнительный нагрев внутренностей трансивера и следовательно, деталей генератора. Частота во время передачи начинает плыть вниз. После окончания передачи детали выходного каскада остывают, температура внутри трансивера понижается, и частота снова начинает плыть, но уже вверх.

В частотозадающие цепи включены не только катушка индуктивности с переменным конденсатором. В эту цепь обычно еще включены другие постоянные конденсаторы. При помощи этих добавочных конденсаторов производится температурная стабилизация частоты. Рассмотрим работу этих конденсаторов.

Стабилизация частоты при помощи конденсаторов

На первый взгляд представляется логичным, что все конденсаторы с твердым диэлектриком тоже будут иметь положительный ТКЕ. Это действительно так, и большинство конденсаторов с твердым диэлектриком выполненном из натуральных материалов обладает положительным ТКЕ. Однако диэлектрическая проницаемость синтетической конденсаторной керамики зависит от температуры. При повышении температуры, в зависимости от сорта керамики, ее диэлектрическая проницаемость может увеличиваться или уменьшаться. Следовательно, используя специальные сорта конденсаторной керамики можно изготовить конденсаторы постоянной емкости имеющие отрицательный ТКЕ .

Включив конденсатор, имеющий отрицательный ТКЕ, в частотозадающий контур, катушка и переменный конденсатор которого имеют положительный ТКЕ, можно произвести температурную стабилизацию частоты. По этой причине конденсаторы с отрицательным ТКЕ носят название термокомпенсирующих конденсаторов.

ТКЕ конденсатора обычно указывают на его корпусе рядом со значением емкости. Для некоторых старых типов конденсаторов прошлых лет выпуска их ТКЕ указывает цвет корпуса. ТКЕ слюдяных конденсаторов (типа СГМ) можно определить по букве на его корпусе. Таблица 1 показывает значение ТКЕ для слюдяных конденсаторов по букве и для керамических конденсаторов прошлых лет выпуска по цвету корпуса.

Таблица 1

ТКЕ слюдяных и “старых” керамических конденсаторов

· М - ТКЕ отрицателен (минус)

· П – ТКЕ положителен (плюс)

Обратите внимание, что для слюдяных конденсаторов ТКЕ указан как “+-“. Для подавляющего большинства слюдяных конденсаторов ТКЕ положителен. Слюда, используемая в качестве диэлектрика в слюдяных конденсаторах, проходит специальную обработку, так называемую тренировку перед производством этих конденсаторов. В результате чего свойства слюды фиксируются, и достигается производство слюдяных конденсаторов с нормированным ТКЕ. Но с течением времени, и при работе в определенном интервале температур, некоторое количество слюдяных конденсаторов может приобрести отрицательный ТКЕ.

Радиолюбитель может считать, что ТКЕ слюдяных конденсаторов имеет положительное значение. Необходимо помнить, что слюдяные конденсаторы в особенности и некоторые керамические обладают неприятным эффектом, который носит название “мерцание емкости” .

Эффект “мерцания емкости” проявляется в виде быстрых, нерегулярных изменениях емкости и потерь конденсатора, находящегося под напряжением высокой частоты. Если мерцающий конденсатор находится в частотозадающем контуре, частота этого контура тоже будет хаотически меняться.

Попадание такого конденсатора в частотозадающий контур приведет у печальным последствиям для работы генератора… При изготовлении немерцающих керамических конденсаторов используют как минимум трехкратное серебрение керамики. Керамический диэлектрик имеет повышенную толщину. Работа конденсаторов при пониженном высокочастотном напряжении уменьшает эффект мерцания. Однако выпускают специальные немерцающие конденсаторы, которые могут работать под значительным высокочастотным напряжением.

На конденсаторах многих типов, выпускаемых в последние годы, их параметры - допуск, напряжение и ТКЕ кодируются буквами латинского алфавита. В маркировке таких конденсаторов первая буква после обозначения их номинала указывает допустимое отклонение в процентах, вторая - ТКЕ, третья (может и не быть) - напряжение. В конденсаторах где ТКЕ не является существенной величиной, например в электролитических, вторая буква всегда означает напряжение. Таблица 2 показывает буквенное обозначение ТКЕ для современных типов конденсаторов.

Таблица 2 Буквенное обозначение ТКЕ

· МП0- конденсатор имеет нулевой ТКЕ, т.е. при изменении температуры емкость конденсатора не изменяется

Для конденсаторов, выполненных из низкочастотной керамики, параметр ТКЕ не используют. Используют обозначения “Н10” … “Н90”, где цифра обозначает возможное отклонение емкости конденсатора в процентах в интервале температур от –60 до +85 градусов относительно емкости конденсатора при температуре 20 градусов. Конечно, такие конденсаторы ни в коем случае нельзя применять в частотозадающих цепях! В некоторых современных типах конденсаторов это отклонение емкости указывается латинской буквой. Таблица 3 приводит эти буквенные обозначения для конденсаторов из низкочастотной керамики.

Таблица 3 Буквенное обозначение конденсаторов из низкочастотной керамики

Итак, при помощи термокомпенсирующего конденсатора нам необходимо произвести компенсацию температурной нестабильности во- первых, конденсатора с воздушным диэлектриком, использующимся для перестройки по частоте этого генератора, а во вторых катушки индуктивности генератора. Если компенсацию температурной нестабильности переменного конденсатора с воздушным диэлектриком произвести относительно несложно, то при обеспечении температурной компенсации катушки индуктивности могут возникнуть серьезные сложности.

Катушка индуктивности в схеме генератора

Катушка индуктивности является основным элементом, вносящим нестабильность в частотозадающую цепь генератора. В отличии от конденсаторов, катушки индуктивности выпускающиеся радиозаводами России не являются унифицированными деталями. Это означает, что радиозаводы не выпускают катушки с определенной индуктивностью и ТКИ. При выпуске определенного изделия, содержащего катушки индуктивности, завод, выпускающий это изделие, обычно сам производит для него катушки индуктивности, пользуясь при этом своими специфическими требованиями.

То же самое сейчас касается многих радиолюбителей. Делая какую- то конструкцию, радиолюбитель часто самостоятельно изготавливает для него катушки индуктивности. В наш век всеобщей унификации такое положение дел кажется даже немного странным… Впрочем, на Западе уже давно производят унифицированные катушки индуктивности, которые широко используются как в промышленности, так и радиолюбителями при изготовлении самодельных конструкций. Конечно, использование готовых конструкций катушек для частотозадающих цепей значительно облегчает жизнь радиолюбителю.

Выполнение самостоятельно стабильной катушки предназначенной для работы в частотозадающей цепи представляет собой сложную задачу. Без необходимого опыта, без соответствующих материалов радиолюбитель не сможет с ней справиться. Поэтому, если есть возможность, необходимо использовать в частотозадающей цепи катушку индуктивности от какого либо промышленного устройства. Причем эта катушка должна быть выполнена с учетом мер, обеспечивающих ее стабильность.

Что же влияет на стабильность параметров катушки индуктивности? Конечно, наиболее значительный по своему влиянию фактор представляет собой температура. С увеличением температуры увеличиваются размеры катушек и следовательно возрастает их индуктивность. Но температура влияет не только на ТКИ. При увеличении температуры возрастают диэлектрические потери в материале, из которого сделан каркас катушки и увеличивается активное сопротивление провода катушки. В результате этого добротность катушки понижается. Понижение добротности в катушках промышленного изготовления может составить 10% при увеличении температуры катушки на 30 градусов. Для самодельных катушек снижение их добротности при нагревании может составить еще большую величину. Понижение добротности катушки используемой в частотозадающей цепи ведет к уменьшению амплитуды генерируемых колебаний и к возрастанию шума генератора.

Конечно, самым неприятным для радиолюбителя является то, что при увеличении температуры катушки возрастает ее индуктивность. ТКИ катушек промышленного изготовления, используемых в частотозадающих цепях, может быть в пределах от (10- 300)10 -6 град -1 . Катушки имеющие небольшой ТКИ являются весьма дорогими в изготовлении. Для изготовления их каркаса используются специальные материалы, применяются специальные способы намотки.

Но, как правило, катушка индуктивности выполненная без специальных элементов температурной компенсации будет иметь положительный, пусть даже небольшой, ТКИ. Обычно Для приведения ТКИ катушки, используемой в частотозадающей цепи, к нулевому значению применяют компенсацию индуктивности катушки при помощи ее сердечника. В высококачественных катушках используют компенсацию при помощи сердечников размещенных внутри катушки. Они выполняются из специальных немагнитных металлических сплавов из меди или из алюминия. При нагревании сердечник расширяется, и уменьшает индуктивность катушки. Для недорогих катушек для температурной компенсации используют специальные ферритовые сердечники. При увеличении температура магнитная проницаемость ферритовых сердечников (ТКМП) уменьшается, что приводит к уменьшению индуктивности катушки.

ТКМП - температурный коэффициент магнитной проницаемости показывает относительное изменение проницаемости материала при изменении его температуры на 1 градус С.

ТКМП ферритовых изделий может находиться от -(20 – 2000)10 -6 град -1 . Небольшими значениями ТКМП обладают высококачественные ферриты предназначенные для использования в катушках частотозадающих цепей.

Влияет на магнитную проницаемость сердечника наличие внешнего магнитного поля. Оно может быть вследствие прохождения постоянного тока через катушку индуктивности. Для исключения изменения магнитной проницаемости сердечника за счет изменения внешнего магнитного поля, которое может произойти при изменении постоянного тока, протекающего через катушку, генераторы, в которых используется катушка с ферритовым сердечником, собирают по схеме, когда исключается протекание постоянного тока через катушку.

Итак, для того, чтобы катушка индуктивности обладала малым ТКИ, она должна быть изготовлена соответствующим образом и из соответствующих материвалов. Например, каркас катушки должен иметь определенную толщину. Обмотка катушки должна иметь определенное количество витков… Термокомпенсирующий сердечник должен находиться в определенной части катушки… И так далее… Для того, чтобы изготовить действительно стабильную катушку индуктивности для какого то серийного изделия необходимо провести множество практических экспериментов. Это кроме предварительных расчетов этой катушки. Поэтому мой совет радиолюбителю, в руки которого попадет специальная катушка, предназначенная для работы в частотозадающей цепи. Используйте ее только в оригинальном виде. Не крутите ее сердечник. Используйте только полное включение витков катушки. Включение части витков катушки приведет к увеличению ТКИ для этой катушки. Если катушка помещена в герметично запаянный корпус, не распаивайте его. Распайка корпуса катушки приведет к существенному повышению ее ТКИ а также к понижению ее добротности. Не подпаивайтесь к виткам катушки, все это обязательно скажется на ее стабильности.

При использовании в схеме генератора стабильной керамической катушки понадобятся стабильные конденсаторы имеющие низкое значение ТКЕ. Обычно требуются конденсаторы имеющие группу ТКЕ МП (нулевой), М33-47, П33-47-100. Из этих конденсаторов комбинируется термокомпенсирующий конденсатор, который подключается к катушке индуктивности. Использование конденсаторов с большим значением ТКЕ нежелательно. Температурная стабильность частоты генератора в этом случае понизится. Использовать конденсатор с большим значением ТКЕ – М330 – 750 можно только в том случае, если этот конденсатор имеет величину емкости не менее чем в десять раз меньшую, чем суммарная емкость контура, составленная из «хороших» конденсаторов.

Старые катушки

Не всегда в руки радиолюбителя попадает катушка индуктивности, изъятая из аппаратуры, которая работала в нормальных условиях. Часто попадаются катушки выпаянные из аппаратуры, которая хранилась или вследствие каких либо причин пребывала в неподходящих для хранения условиях, например в сырых помещениях или на открытом воздухе.

Для многих однослойных катушек на керамическом каркасе пребывание во влажных условиях не сказывается на дальнейшем изменении их параметров. Если от влаги обмотка катушки не корродировала, то после тщательной просушки первоначальные параметры катушки практически полностью восстанавливаются.

Для катушек, выполненных на пластиковом каркасе, пребывание во влажных условиях и под действием солнечных лучей может оказаться губительным. Каркас катушки под воздействием этих условий может безнадежно деформироваться и даже разрушиться. Подвержены пластмассовые каркасы старению. Вследствие этого параметры катушки могут стать неудовлетворительными для целей использования катушки в частотозадающих цепях. Многослойные катушки, которые подверглись воздействию влаги, могут не восстановить свои параметры даже после их тщательной просушки.

Влага может повредить ферритовый сердечник. При неблагоприятных воздействиях влаги он может корродировать и рассыпаться.

Лампы и транзисторы

Параметры радиоламп в процессе работы практически не изменяются, при условии работы радиолампы в нормальном для нее режиме. Или эти изменения носят длительный по времени характер, который не может сказаться на изменении частоты генератора за относительно небольшой промежуток времени, для примера час или день. Естественные изменения температуры окружающей среды мало влияет на изменение параметров радиолампы. Это происходит потому, что внутренняя механическая конструкция лампы отделена от окружающей среды во первых вакуумом, а во вторых стеклянным баллоном лампы. Вот почему лампа, при умелом выборе схемы генератора и режимов ее работы, практически не вносит температурного влияния в частотозадающую цепь. Для обеспечения стабильности работы лампового генератора остается только произвести температурную компенсацию деталей частотозадающей цепи. Обычно справиться с этим может даже не очень опытный радиолюбитель.

Иное дело при использовании в генераторе транзисторов. Параметры транзисторов при изменении температуры изменяются. Это относится как к биполярным кремниевым и германиевым, так и к полевым кремниевым транзисторам.

Поэтому при конструировании транзисторных генераторов стремятся максимально ослабить влияние изменения параметров транзистора на частотозадающий контур. Для этого используют специальные схемы генераторов. Могут быть использованы термокомпенсирующие резисторы, уменьшающие влияние изменения температуры на транзистор. Все это усложняет схему транзисторного генератора.

Используется слабая связь контура с транзистором. С одной стороны, это уменьшает влияние транзистора на частотозадающий контур, но, с другой стороны, увеличивает шумовую составляющую генератора. Это приводит к невозможности приема слабых станций, делает сигнал трансивера “шумным”.

Многие замечали разницу в приеме слабых станций между ламповым и транзисторным аппаратом, имеющих, казалось бы, одинаковую чувствительность. Сравнение идет обычно не в пользу транзисторного аппарата. Только применяя специальные схемотехнические методы можно достигнуть тех результатов, какие в простой лампой аппаратуре можно получить как бы “само – собой”...

Итак, используя задающий ламповый генератор, приходится применять меры температурной стабилизации только параметров частотозадающего контура. Используя транзисторный генератор приходится стабилизировать не только частотозадающий контур, но и учитывать изменение параметров транзистора при изменении температуры. Следовательно, применять меры по предотвращению этого влияния на параметры контура. Это не всегда можно обеспечить простыми методами. Еще труднее обеспечить температурную стабильность работы генераторов собранных на микросхемах, например на 174ХА2, ХА10, генераторов, в которых для изменения частоты используются варикапы.

Если вы хотите построить радиостанцию, которую будете использовать исключительно дома, и не хотите долго возиться с настройкой ее гетеродина, но в то же время хотите, что бы гетеродин имел приличную температурную стабильность, смело выполняйте гетеродин на лампах. Можно использовать любые пальчиковые миниатюрные лампы, как 6,3 – вольтовой серии так и 2,4- 1,2- вольтовой серии. Тем более, что при использовании современных миниатюрных ламп можно собрать гетеродин по размерам не больше транзисторного, но гораздо стабильнее его в работе. Если же аппаратура будет использована в полевых условиях, то, естественно, ГПД должен быть выполнен на транзисторах, и здесь необходимо принять самые серьезные меры по стабилизации его частоты.

Обратите внимание на температурную инерцию аппарата. Чем она больше, то есть чем толще стенки трансивера, грубо говоря, чем больше он весит, тем выше его температурная стабильность. Как пример этому можно привести работу старой ламповой аппаратуры. Старые ламповые приемники и трансиверы обычно изготавливались на «солидном» тяжелом металлическом корпусе, имеющем большую тепловую инерцию. Поэтому требуется довольно большое время, чтобы преодолеть ее и изменить температуру шасси и, следовательно, параметры цепей гетеродина. Нагрев лампами внутреннего пространства корпуса аппарата создает некоторый термостационный эффект, когда температура внутри корпуса с течением некоторого времени стабилизируется. Требуется значительное воздействие, чтобы быстро изменить температуру внутри корпуса лампового аппарата.

Можно провести наглядный опыт - поставить на сквозняк старый ламповый приемник, даже не связной, а вещательный, 3- 4 класса, а рядом с ним новый транзисторный приемник 1- 2 класса, настроенных на одну радиостанцию. Частота в транзисторном приемнике “убежит” гораздо быстрее, чем в ламповом приемнике.

Термостатирование

При использовании транзисторных генераторов термостатирование позволяет очень просто добиться стабильной работы генератора. В этом случае полностью весь генератор помещается в какой либо термоизолирующий корпус, в котором поддерживается постоянная температура. Такой корпус можно склеить из пенопласта. Для работы генератора в условиях комнаты можно выбрать температуру работы генератора в пределах 50-60 градусов. Если аппарат, в котором используется термостатированный генератор предполагают использовать в полевых условиях или в автомобиле то необходимо предпринимать меры, исключающие перегрев этого аппарата. В противном случае температуру термостатирования придется поднять до 70 градусов.

Резисторы и питание

Конечно, предполагается, что генератор питается от стабильного напряжения. Температурные изменения сопротивления резисторов используемых в схеме генератора обычно мало влияют на его частотную стабильность.

Синтезаторы частоты

Если бы в мире использовали стабилизацию частоты генераторов только термокомпенсационными методами, мы бы никогда не имели переносных УКВ- радиостанций, сотовых телефонов, и других чудес техники 21 века. Только применение синтезаторов частоты позволило создать малогабаритные и стабильные высокочастотные генераторы для этих устройств. Более того, современные микросхемы синтезаторов частоты позволяют самостоятельно достаточно просто построить стабильный и миниатюрный генератор без использования дорогих стабильных керамических катушек и термокомпенсирущих конденсаторов.

Применение синтезаторов частоты в высокочастотных генераторах уже становится обычным делом для многих радиолюбителей. Наверное, в скором будущем проблема “ухода” частоты при изменении температуры просто исчезнет.

ТКЕ - параметр конденсатора, который характеризует относительное изменение емкости от номинального значения при изменении температуры окружающей среды. Этот параметр принято выражать в миллионных долях емкости конденсатора на градус (10-6 / °С). ТКЕ может быть положительным (обозначается буквой «П» или «Р»), отрицательным («М» или «N»), близким к нулю («МП») или ненормированным («Н»).
Конденсаторы изготавливаются с различными по ТКЕ типами диэлектриков: группы NPO, X7R, Z5U, Y5V и другие. Диэлектрик группы NPO (COG) обладает низкой диэлектрической проницаемостью, но хорошей температурной стабильностью (ТКЕ близок к нулю). SMD конденсаторы больших номиналов, изготовленные с применением этого диэлектрика, наиболее дорогостоящие. Диэлектрик группы X7R имеет более высокую диэлектрическую проницаемость, но меньшую температурную стабильность.
Диэлектрики групп Z5U и Y5V имеют очень высокую диэлектрическую проницаемость, что позволяет изготовить конденсаторы с большим значением емкости, но имеющие значительный разброс параметров. SMD конденсаторы с диэлектриками групп X7R и Z5U используются в цепях общего назначения.
Обозначение группы ТКЕ наносится на корпус конденсатора или в виде непосредственного обозначения, или буквенного кода, или цветовой маркировки. Цветовая маркировка может быть выполнена в виде одной или двух цветовых полос (точек, меток), причем второй цвет не обязательно наносится - он может быть представлен цветом корпуса конденсатора. В таблицах № 9, № 10, № 11 показан порядок обозначения ТКЕ конденсаторов различных групп.

Таблица № 9 . Керамические конденсаторы с ненормируемым ТКЕ

Таблица № 10 . Керамические и металлостеклянные конденсаторы с линейной зависимостью ТКЕ

Таблица № 11 . Конденсаторы с нелинейной зависимостью ТКЕ

Некоторые фирмы пользуются собственной системой обозначений, отличающейся от приведенной в таблицах.

"Справочник" - информация по различным электронным компонентам : транзисторам , микросхемам , трансформаторам , конденсаторам , светодиодам и т.д. Информация содержит все, необходимые для подбора компонентов и проведения инженерных расчетов, параметры, а также цоколевку корпусов, типовые схемы включения и рекомендации по использованию радиоэлементов .

Допуски

В соответствии с требованиями Публикаций 62 и 115-2 IEC для конденсаторов установлены следующие допуски и их кодировка:

Таблица 1

*-Для конденсаторов емкостью

Перерасчет допуска из % (δ) в фарады (Δ):

Δ=(δхС/100%)[Ф]

Пример:

Реальное значение конденсатора с маркировкой 221J (0.22 нФ ±5%) лежит в диапазоне: С=0.22 нФ ± Δ = (0.22 ±0.01) нФ, где Δ= (0.22 х 10 -9 [Ф] х 5) х 0.01 = 0.01 нФ, или, соответственно, от 0.21 до 0.23 нФ.

Температурный коэффициент емкости (ТКЕ)
Маркировка конденсаторов с ненормируемым ТКЕ

Таблица 2

* Современная цветовая кодировка, Цветные полоски или точки. Второй цвет может быть представлен цветом корпуса.

Маркировка конденсаторов с линейной зависимостью от температуры

Таблица 3

* В скобках приведен реальный разброс для импортных конденсаторов в диапазоне температур -55...+85 ° С.

** Современная цветовая кодировка в соответствии с EIA. Цветные полоски или точки. Второй цвет может быть представлен цветом корпуса.

Маркировка конденсаторов с нелинейной зависимостью от температуры

Таблица 4

* Обозначение приведено в соответствии со стандартом EIA, в скобках - IEC.

** В зависимости от технологий, которыми обладает фирма, диапазон может быть другим. Например: фирма "Philips" для группы Y5P нормирует -55...+125 °С.

*** В соответствии с EIA. Некоторые фирмы, например "Panasonic", пользуются другой кодировкой.

Таблица 5

* Допуск 20%; возможно сочетание двух колец и точки, указывающей на множитель.

** Цвет корпуса указывает на значение рабочего напряжения.

Таблица 6

Таблица 7

* Для емкостей меньше 10 пФ допуск ±2,0 пФ.
** Для емкостей меньше 10 пФ допуск±0,1 пФ.

Таблица 8

Для маркировки пленочных конденсаторов используют 5 цветных полос или точек. Первые три кодируют значение номинальной емкости, четвертая - допуск, пятая - номинальное рабочее напряжение.

Таблица 9

Кодовая маркировка конденсаторов

В соответствии со стандартами IEC на практике применяется четыре способа кодировки номинальной емкости.

А. Маркировка 3 цифрами

Первые две цифры указывают на значение емкости в пигофарадах (пф), последняя - количество нулей. Когда конденсатор имеет емкость менее 10 пФ, то последняя цифра может быть "9". При емкостях меньше 1.0 пФ первая цифра "0". Буква R используется в качестве десятичной запятой. Например, код 010 равен 1.0 пФ, код 0R5 - 0.5 пф.

Таблица 10

* Иногда последний ноль не указывают.

В. Маркировка 4 цифрами

Возможны варианты кодирования 4-значным числом. Но и в этом случае последняя цифра указывает количество нулей, а первые три - емкость в пикофарадах.

Таблица 11

D. Смешанная буквенно-цифровая маркировка емкости, допуска, ТКЕ, рабочего напряжения

В отличие от первых трех параметров, которые маркируются в соответствии со стандартами, рабочее напряжение у разных фирм имеет различную буквенно-цифровую маркировку.

Таблица 13

Кодовая маркировка кондесаторов электролетических для поверхностного монтажа

Приведенные ниже принципы кодовой маркировки применяются такими известными фирмами, как "Panasonic", "Hitachi" и др. Различают три основных способа кодирования

А. Маркировка 2 или 3 символами

Код содержит два или три знака (буквы или цифры), обозначающие рабочее напряжение и номинальную емкость. Причем буквы обозначают напряжение и емкость, а цифра указывает множитель. В случае двухзначного обозначения не указывается код рабочего напряжения.

Таблица 14

В. Маркировка 4 символами

Код содержит четыре знака (буквы и цифры), обозначающие емкость и рабочее напряжение. Буква, стоящая вначале, обозначает рабочее напряжение, последующие знаки - номинальную емкость в пикофарадах (пФ), а последняя цифра - количество нулей. Возможны 2 варианта кодировки емкости: а) первые две цифры указывают номинал в пикофарадах, третья - количество нулей; б) емкость указывают в микрофарадах, знак m выполняет функцию десятичной запятой. Ниже приведены примеры маркировки конденсаторов емкостью 4.7 мкФ и рабочим напряжением 10 В.

С. Маркировка в две строки

Если величина корпуса позволяет, то код располагается в две строки: на верхней строке указывается номинал емкости, на второй строке - рабочее напряжение. Емкость может указываться непосредственно в микрофарадах (мкФ) или в пикофарадах (пф) с указанием количества нулей (см. способ В). Например, первая строка - 15, вторая строка - 35V - означает, что конденсатор имеет емкость 15 мкФ и рабочее напряжение 35 В.

Маркировка конденсаторов пленочных для поверхностного монтажа фирмы "HITACHI"

1. Что же такое "ТК"?

"ТК" - это сокращение от "Температурный Коэффициент" . Это свойство радиодеталей изменять свои характеристики в зависимости от температуры. Возникает он оттого, что материалы, из которых делаются радиодетали, при изменении температуры расширяются, сжимаются, и с ними происходят другие странные вещи, о которых физики лучше знают.

2. Что происходит, когда мы забываем про "ТК"?

Многие котята не знают или просто забывают про "ТК". А иногда происходит всё гораздо проще, например, нужен конденсатор какой-нибудь ёмкости, а нужного ТКЕ нет или он не известен. Часто торгаши вообще не знают (или не хотят знать, что гораздо вероятнее), чем они торгуют. Вот и приходится впаивать в конструкцию то, что удалось добыть.

А этот параметр очень важный. Если его не принимать во внимание, то при изменении температуры (просто окружающего воздуха или даже от нагрева аппаратуры во время её работы), характеристики детали с неучтённым ТК могут измениться настолько, что аппаратура станет работать плохо или вообще перестанет работать. Но самое интересное, что как только температура опять станет "нормальной", аппаратура опять начинает работать как ни в чём не бывало. И сколько сил уйдёт на то, что бы отыскать эту "мерцающую неисправность" - а виноват во всём "ТК".

3. Какие "ТК" бывают и в чём они измеряются.

Бывают они такие:

• ТКС - температурный коэффициент сопротивления - у резисторов;
• ТКЕ - температурный коэффициент ёмкости - конденсаторов;
• ТКИ - температурный коэффициент индуктивности - катушек индуктивности;
• ТКН - температурный коэффициент напряжения - стабилитронов (стабилизаторов);
• ТКЧ - температурный коэффициент частоты - кварцевых (пьезоэлектрических) резонаторов и фильтров;
• ТКШ - температурный коэффициент шума -есть практически у всех.

Могут и другие встретиться, но эти главные, практически всегда присутствуют.
Измеряются они в относительных единицах, которые показывают, насколько и куда изменяется данная характеристика радиодетали при изменении температуры на 1°. Это могут быть проценты на градус (‰/°), промилле на градус (‰/°) или миллионные доли на градус (ppm/°). Для ТКШ это могут быть микровольты или нановольты на градус (мкВ/° или нВ/°).

Чтобы было совсем ясно:

• % - процент - это одна сотая (10-2, 0,01 или 1/100) часть какой-то величины;
• ‰ - промилле - это одна тысячная (10-3, 0,001 или 1/1000) часть какой-то величины;
• ppm (по-русски: млн-1 ) - это одна миллионная (10-6, 0,000001 или 1/1000000) часть какой-то величины.

Иногда от температуры характеристики радиодеталей так хитро меняются, что для них специальные графики рисуют или сложные формулы пишут.

4. А теперь поговорим о "ТК" подробнее:

ТКС - температурный коэффициент сопротивления

Резисторы делают из разных материалов. Самые простые из них проволочные. Температурная зависимость сопротивления у них линейная, самый маленький ТКС из них имеют резисторы сделанные из константана (ТКС < 10-5) и манганина (ТКС < 2,5x10-5), поэтому их используют в измерительной технике.

Очень дешёвые резисторы углеродистые, типа С1-4 или CF. Но ТКС у них довольно большой: от +350 до минус 2500 ppm/°. Поэтому они в основном и применяются в бытовой аппаратуре, которая в комнатных условиях работает.

Металлизированные и металлоплёночные резисторы, типа С2-23, С2-33 (МЛТ, МТ старые) или MF. ТКС у них средний: от 15 до 500 ppm/°, максимум до 1200 ppm/°. Подходят для большинства применений в широком диапазоне температур.

Самые дорогие - прецизионные, типа С2-29В или RN. ТКС у них самый маленький: от 5 до 300 ppm/°. Их и применяют в измерительной аппаратуре или в ответственных местах обычной аппаратуры, где важна стабильность сопротивления при изменении температуры, например в RC - фильтрах.

В отечественных резисторах группа ТКС обозначается буквой, которую, к сожалению, указывают только на заводской упаковке. Конкретные обозначения и величины ТКС можно узнать, заглянув в справочники или в ТУ (технические условия по-нашему или ДатаШиты по-ихнему). Вот только не каждому они доступны.

Внимание! Сейчас среди импортных резисторов (как правило, неизвестного происхождения) встречается подмена понятия "Допуск номинала" - т.е. точности, с которой изготовлен резистор на заводе. В понятие "Допуск" в этом случае закладывается огромный ТКС. Имеется в виду, что сопротивление данного резистора не выйдет за пределы, к примеру, ±10% при изменении температуры. Этот якобы "Допуск" и обозначается на резисторе. Товарищи, будьте бдительны!

Существует класс резисторов, где наоборот важен большой ТКС. Это терморезисторы или термисторы и термометры-сопротивления. Терморезисторы или термисторы (иногда встречается "позистор" - терморезистор с положительным ТКС) очень широко применяются в радиоэлектронной аппаратуре в различных целях, например: защита мощных транзисторов, термостабилизация каких-либо частей схемы и т.д. Термометры-сопротивления, как правило, делаются из медной или даже платиновой проволоки и служат для точного измерения температуры в промышленности.

ТКЕ - температурный коэффициент ёмкости

ТКЕ конденсатора очень сильно зависит от материала диэлектрика между обкладками. Ведь малейшее температурное изменение толщины диэлектрика, вызывает очень большое изменение ёмкости конденсатора.

Наиболее подвержены влиянию температуры керамические конденсаторы . Так как полностью победить ТКЕ не удаётся, (а иногда, наоборот, клин клином вышибают: например, в LC-контуре, у катушки ТКИ положительный, тогда конденсатор с отрицательным ТКЕ ставят, чтобы частота настройки контура от температуры не уходила), у керамических конденсаторов очень много всяких ТКЕ имеется. ТКЕ у керамических конденсаторов настолько важен, что его на корпусе конденсатора каким-либо способом практически всегда обозначают.

Поэтому про них мы поговорим подробнее:

Отечественная система обозначений ТКЕ (в том числе старая и очень старая)

Примечание: там, где для цветового обозначения ТКЕ требуется 2 цвета, то одним из них может быть цвет корпуса.

Группы ТКЕ, обозначенные буквами "П" (плюс) и "М" (минус) имеют линейную зависимость ёмкости от температуры. Группа МП0 самая стойкая - никакое изменение температуры на ёмкость конденсатора не влияет. А вот группы ТКЕ, буквой "Н" (нелинейные) обозначенные, имеют очень хитрую зависимость ёмкости от температуры, поэтому их лучше на картинке посмотреть:

Картинка эта для примера нарисована, у разных типов конденсаторов эти "Н" и по другому могут кривиться. Главное в том, что ёмкость этих конденсаторов при изменении температуры не изменится больше, чем процентов с буквой "Н" написано.

Конденсаторы с группами ТКЕ П100 (П120), П33, М47, М75, т.е. с малыми значениями ТКЕ называют ещё термостабильными. Группа ТКЕ МП0 как уже раньше было сказано, самая термостабильная. Конденсаторы с группами ТКЕ М750, М1500 (М1300), т.е с большими отрицательными значениями ТКЕ называют ещё термокомпенсирующими (их и ставят в LC-контура для стабильности).

У буржуинов своя система обозначений, но она очень на нашу похожа. Вместо буквы "М" у них латинская буква "N", вместо "П" - "P". Группа МП0 у них NP0 или C0G обозначается. А вместо буквы "Н" у них целая куча всяких обозначений: Y5x, X5x, Z5x (x - обозначает какую-то из букв: F, P, S, U, V); X7R. Эти обозначения наиболее часто встречаются, но разные фирмы ещё и "фирменные" обозначения ТКЕ используют. Тут нам только ДатаШиты (справочные листы) фирменные помогут. Чтобы нам попроще было, примерное соответствие наших и буржуинских обозначений такое:

• вместо Н10 можно ставить X7R;
• вместо Н20, Н30, Н50, Н70, Н90 можно ставить Y5V или Z5V;
• вместо П33, МП0, М33 можно ставить NP0 (C0G);
• вместо П60, П100, М47, М1500 можно ставить X7R, NP0 (C0G).

А вот у полипропиленовых конденсаторов (серия К78) ТКЕ довольно большой: минус 500 ppm/ °C.

Вот тут ещё раз о бдительности: продавцы в кучу К73 и К78 сваливают, мол по размерам примерно одинаковые, да и цвет похож (синий или зелёный обычно). Кстати китайские конденсаторы, которые как аналоги К73-17 продают, чаще всего всё-таки аналогами К78 являются. Конденсаторы-то разные! Кто фильтры или генератор для НЧ делал, тот знает, как частота настройки уплывает от температуры.

У остальных видов конденсаторов ТКЕ, как правило, не нормируется.
При ремонте аппаратуры, надо (если есть такая возможность) со схемой сверятся. Обычно, когда ТКЕ важен, он обязательно указан. А если что сам изобретаешь - тут уж хозяин-барин, как сделаешь, так и работать будет.

ТКИ - температурный коэффициент индуктивности

От повышения температуры предметы расширяются. Соответственно изменяются размеры катушки. Поэтому у катушек индуктивности положительный ТКИ. Для катушек заводского изготовления он иногда нормируется, а вот с самодельными беда. Если катушка в резонансном контуре стоит, надо правильно ей в пару конденсатор подобрать. Вот тут то нам и пригодятся конденсаторы с разным ТКЕ.

ТКН - температурный коэффициент напряжения (стабилизации)

Очень важен, когда мы источник питания для какого-нибудь прибора делаем. Да и просто для аппаратуры, которая длительное время работать должна, да ещё в разных температурных условиях.
Для примера: стабилитроны Д818 - у них буква в "хвосте" обозначения как раз ТКН указывает.

ТКЧ - температурный коэффициент частоты

Кварцевые резонаторы и фильтры также выпускаются с различными ТКЧ. Это хорошо видно, например, на китайских часах (я не говорю о тех, которые от сети питаются - это вообще фатальный случай). Одни почему-то идут довольно точно, а другие, похожие, просто работают по принципу - угадай, который час.

В измерительных приборах (например, частотомерах) и аппаратуре связи за ТКЧ кварцев очень внимательно следят, иначе частотомер неизвестно что показывать будет, а сигнал передатчика потеряется на просторах мирового эфира. Для этого кварцы в специальный термостат даже помещают.

ТКЧ для кварцев иногда входит в обозначение их типа, но чаще он указан в их паспорте (или на упаковке), которые, к сожалению, весьма нелегко увидеть. Тогда очень простой совет - чем больше цифр (нулей) после запятой в обозначении частоты кварца на его корпусе (или настройки фильтра), тем ТКЧ лучше и, следовательно, данный кварц стабильнее.

ТКШ - температурный коэффициент шума

Все электронные приборы шумят. Шум происходит оттого, что имеются свободные электроны (заряды), которые состоят в Броуновском движении и постоянно митингуют. И, чем выше температура, тем митинг становится всё шумнее. В результате они начинают довольно сильно мешать основному уличному движению (полезным сигналам).

В результате мы рискуем потерять полезный сигнал и получить вместо него один шум. Вот и принимают меры по борьбе с этим шумом. Например, в маломощных усилительных транзисторах (для антенных усилителей, для входных усилительных каскадов) и в операционных усилителях шум призывают к порядку, т.е. нормируют.