Приветствую, коллеги!
Конденсаторы - едва ли не самая спорная тема среди радиолюбителей; сотни и тысячи страниц форумов живописуют их "тайные" свойства)) Хотя, если иметь желание разобраться, то всякой "мистике" всегда найдётся вполне физическое объяснение.
Предлагаю начать с радиочастот, в свете практикуемой многими коллегами тотальной замены "ненадёжных флажков" К10-7в в бытовой радиоаппаратуре. Как известно, ок.90% применения таких сегнетокерамических "флажков" - это блокировка радиочастот и ВЧ-помех на "землю". Что же нужно, чтобы подобрать правильную замену таким конденсаторам? Давайте разбираться.
Казалось бы, чего тут думать - ещё из школьной физики всем известно, что импеданс конденсатора падает с ростом частоты, поэтому просто ставим конденсатор максимальной "впихуемой" ёмкости, и не прогадаем! Действительность оказывается сложнее. Помимо основных параметров - ёмкости и рабочего напряжения, у любого конденсатора есть паразитные параметры. Наиболее важный для нас - паразитная индуктивность. На эквивалентной схеме конденсатора она "включена" последовательно с его ёмкостью, образуя последовательный контур. Это обусловливает наличие у любого конденсатора собственной резонансной частоты. По мере приближения к ней импеданс конденсатора действительно снижается, сохраняя ёмкостный характер. На частоте резонанса импеданс минимален, а при дальнейшем её повышении импеданс становится индуктивным и вновь растёт!
Для подтверждения этого на практике, обратимся к нашим друзьям приборам. Соберём простую схему:
Собирать лучше прямо на входном гнезде осциллографа, чтобы исключить ёмкость щупа и кабеля. Сопротивление R берём равным расчётному сопротивлению нагрузки генератора.
Первый испытуемый - керамический многослойный К10-47а 18нФ, которые я применял в блокировке цепей питания лампового УПЧ 10,7 МГц. Виден собственный резонанс на частотах 13...15 МГц, после которого амплитуда вновь растёт (то, что это именно резонанс - видим по искажению формы сигнала из-за "фазового перехода"). Следовательно, для работы на частоте 10,7 МГц блокировочные конденсаторы подобраны правильно.
Второй - КД-2 6800пФ
Собственный резонанс наблюдается на частоте 26...28 МГц; это объясняет применение чуть меньших номиналов (3300...4700пФ) в большинстве УПЧИ телевизоров, работающих на частотах до 38МГц.
Третий - слюдяной К31-11-1 330пФ
Такие я применил в блокировке ВЧ-цепей блока УКВ, работающего с частотами до 118 МГц.
Можно сделать вывод, что блокировочный конденсатор эффективен только для частот ниже собственного резонанса. Как мы выяснили, помимо ёмкости конденсатора, на частоту резонанса влияет и его паразитная индуктивность, которая зависит от конструкции конденсатора. У многослойных она меньше, у безвыводных (SMD) - ещё меньше. Если она не указана напрямую в справочнике, придётся определять эмпирически, см.схему выше. При этом длину выводов надо оставлять возможно ближе к той, какая будет в устройстве после монтажа.
Всё сказанное справедливо для устройств, работающих на одной частоте или в узкой полосе частот, например УПЧ. Как быть, если нужно "развязать", скажем, смеситель, в котором рабочие частоты могут отличаться на порядок и более, или заблокировать на землю помехи широкого спектра? Для этого придётся использовать параллельное соединение двух и более конденсаторов разной ёмкости. Практическая "побочка" есть и тут - помимо последовательного резонанса, у конденсаторов будут возникать и взаимные параллельные резонансы, и результирующая характеристика импеданса может получиться довольно сложной и далёкой от ожидаемой. Чем шире полоса частот устройства, тем сложнее вопрос блокировок и развязок...
Делаем вывод. Самый простой и беспроигрышный подход при замене конденсаторов - применять близкие по ёмкости и свойствам к тем, что были установлены изначально - поверьте, инженеры не зря ели свой хлеб. При попытке же что-то улучшить, равно как и при разработке новых устройств, потребуется разумный и обоснованный подход к подбору конденсаторов - простой "максимализм" скорее всего не сработает))
В следующей публикации попытаемся разобрать другой не менее важный вопрос - ТКЕ.
|
Разбираемся с конденсаторами ч.1 Необходимая ёмкость
-
- Сообщения: 4382
- Зарегистрирован: 14 янв 2010, 19:13
- Откуда: Новосибирск
- Благодарил (а): 50 раз
- Поблагодарили: 254 раза
Re: Разбираемся с конденсаторами ч.1 Необходимая ёмкость
Супер! Так держать!
Народ нужно просвещать!
Народ нужно просвещать!