Конденсаторы переменной ёмкости. Часть 1.



Конденсаторы пременной ёмкости (КПЕ) применяют в радиопередающей, радиоприёмной, измерительной аппаратуре для плавной настройки колебательных контуров в заданном диапазоне частот.

Их классифицируют по виду диэлектрика, по конструкционным особенностям, по характеру изменения ёмкости при изменении угла поворота ротора и по применению в радиоустройствах.

Наибольшее распространение получили конденсаторы переменной ёмкости и воздушным диэлектриком и механическим управлением ёмкостью. Рассмотрим подробнее данный тип конденсаторов.


Конденсаторы с механически управляемой ёмкостью.


Плоские многопластинчатые конденсаторы с вращательным движением одной системы пластин по отношению к другой (рисунок 1) применяют как основной тип конденсатора переменной емкости.

Трёхсекционный КПЕ.

Плоские двухпластинчатые с вращательным движением одной обкладки по отношению к другой (рисунок 2) применяют как подстроечные.

Конденсаторы переменной емкости могут быть с газообразным диэлектриком (воздушные - рисунок 1); с твердым неорганическим диэлектриком (керамические - рисунок 2, воздушно-слюдяные); с твердым органическим диэлектриком (пластмассовые, воздушно-пленочные - рисунок 3).

По характеру изменения емкости от угла поворота подвижных пластин различают следующие виды конденсаторов: прямоемкостный с линейной зависимостью между углом поворота и емкостью; прямоволновый - с линейной зависимостью между углом поворота ротора и резонансной длиной волны, его емкость пропорциональна квадрату угла поворота ротора; прямочастотный — с линейной зависимостью между углом поворота ротора и резонансной частотой; логарифмический (среднелинейный) — с постоянным по всей шкале изменением емкости, приходящимся на один градус угла поворота ротора.

Конденсатор КПК-3.

Прямоемкостные конденсаторы применяют главным образом в качестве подстроечных, а также для настройки при малом коэффициенте покрытия диапазона.

Прямоволновые — в аппаратуре, градуируемой по длине волны, так как в этом случае длины волн равномерно распределяются по всей шкале.

Прямочастотные — в аппаратуре, градуированной по частоте, например в приемниках и измерительных приборах.

Логарифмические (среднелинейные) — в передатчиках, приемниках и измерительных приборах.

Конденсатор с воздушно-плёночным диэлектриком.

В общем виде конденсаторы переменной емкости представляют собой две системы параллельных пластин, из которых одна система (ротор) может перемещаться так, что ее пластины заходят в зазоры между пластинами второй системы (статор). При вращении роторных пластин происходит изменение емкости конденсатора. Когда роторные пластины полностью введены в статорные, емкость конденсатора максимальна; при полностью выведенных роторных пластинах конденсатор имеет минимальную начальную емкость. Наиболее распространены конденсаторы переменной емкости с углом поворота 180 градусов.

Конденсаторы переменной емкости с воздушным диэлектриком обладают наиболее высокими электрическими свойствами (малыми потерями, малым ТКЕ, повышенной стабильностью емкости), но имеют относительно большие размеры, что ограничивает верхний предел емкости примерно 500—600 пФ; только для измерительной техники применяют конденсаторы больших размеров емкостью 1000 - 5000 пФ.

КПЕ с латунными пластинами.

Размеры конденсаторов зависят от их максимальной емкости и зазора между пластинами, минимальный размер которого может быть 0.1—0.15 мм; в конденсаторах длинноволнового и средневолнового диапазона зазор равен 0.25—0.5 мм при значениях максимальной ёмкости до 500-600 пФ и 0.8-1 мм для конденсаторов коротковолнового диапазона. Толщина пластин в обычных воздушных конденсаторах составляет 0.5—1 мм, материал — алюминий (рисунок 1) или латунь (рисунок 4).

Дальнейшее развитие радиоэлектронной аппаратуры в сторону миниатюризации привело к созданию новых типов конденсаторов переменной емкости — керамических (рисунок 2). Керамические конденсаторы изготовляют как одно-, так и двухсекционными.

В радиоаппаратуре часто приходится настраивать одновременно несколько колебательных контуров, например: в супергетеродинном приемнике входной колебательный контур, контур в анодной цепи лампы УВЧ и контур гетеродина. Поэтому кроме одиночных конденсаторов переменной емкости выпускают блоки, состоящие из двух, трех (рисунок 1) или четырех конденсаторов, объединенных в общей конструкции. Все роторы собраны на одной оси. Поворот этой оси одновременно изменяет емкость всех конденсаторов блока. Имеются также блоки конденсаторов, состоящие из секций, емкость которых различна.

КПЕ с верньерным устройством.

В транзисторных приемниках применяются блоки КПЕ как с воздушным, так и с твердым диэлектриком в виде пленки (рисунок 3). Блоки КПЕ с воздушным диэлектриком отличаются большой точностью установки емкости, меньшими диэлектрическими потерями и более высокой стабильностью, но имеют большие размеры, чем конденсаторы с твердым диэлектриком. Поэтому первые, как правило, применяют в приемниках настольного типа и в некоторых моделях переносных приемников, вторые - в малогабаритных приемниках.

Верньерное устройство.

В практике радиолюбителя иногда возникает необходимость замены блока КПЕ одного типа блоком другого типа. В этом случае прежде всего нужно выяснить, позволяет ли имеющееся на плате или в корпусе приемника место разместить конденсатор другого типа. Не менее важно подобрать конденсатор и по диапазону изменения его емкости (минимальная, максимальная), так как при значительной разнице этих емкостей потребуется переделать катушки входных и гетеродинных контуров приемника или принять другие меры с тем, чтобы рабочий диапазон частот приемника при замене блоков оставался неизменным. Кроме того, необходимо учесть, что большинство блоков КПЕ с твердым диэлектриком выпускают с вмонтированными в них четырьмя подстроечными конденсаторами, но некоторые блоки (например, КПТМ-1) таких конденсаторов не имеют. Поэтому если, например, заменить блок КПТМ-4 на блок КПТМ-1 (последний не имеет подстроечных конденсаторов), то придется устанавливать в приемнике дополнительно четыре подстроечных конденсатора, хотя емкости секций этих блоков почти одинаковы.

КПЕ со шкивом.

Необходимо также обратить внимание при замене блоков КПЕ на то, что некоторые блоки уже снабжены верньерным устройством (рисунок 6), а в блоках, которые такого устройства не имеют (рисунок 7), замедление на ось КПЕ передается через соответствующие шкивы, насаженные на ручку настройки приемника и на ось КПЕ. Кроме того могут встречаться комбинированные варианты, когда часть замедления осуществляется верньерным устройством расположенным на самом КПЕ, а часть осуществляется за счёт насаженных шкивов (рисунок 5).

Так как основные типы блоков КПЕ с твердым диэлектриком имеют незначительную разницу по емкости, то они могут быть взаимозаменяемы, если подходят по остальным параметрам. Если при такой замене рабочий диапазон частот приемника окажется несколько сдвинутым в ту или другую сторону или нарушится сопряжение настроек входных и гетеродинных контуров, то их можно подогнать подстроечными сердечниками катушек с подбором емкости подстроечных конденсаторов. О взаимозаменяемости блоков КПЕ с воздушным диэлектриком можно сказать то же самое.


Список использованной литературы


1. Конденсаторы. Справочник. Михайлов И.В., Пропошин А.И., 1965 год (Массовая радиобиблиотека №0573).



Поиск по сайту