Меню Рубрики

Установка конденсатора и что такое резистор

Зачем нужны резисторы и конденсаторы в схемах?

Интересует вопрос: Зачем нужны резисторы, понятное дело этот компонент уменьшает ток в цепи, по крайней мере нам так объясняли в колледже. Хочется войти в сферу электроники, но пугает то, что какие-нибудь компоненты могут сгореть, если неправильно подключить. Тоесть, если сформулировать вопрос по другому, как можно рассчитать резисторы правильно? В каких компонентах они обязательно нужны?

Также, зачем нужны конденсаторы, их в схемах тоже много. Они собирают заряд при подключений к источнику питания, и если в цепи скачет напряжение, конденсатор компенсирует и подавляет этот скачек?

Думал с Арудино начать практическое изучение, смотрел ролики, и потом понял по комментариям, что на ютубе — не все профессионалы. Вот как-бы человек на ютубе подключается серво-привод, как понял по комментариям, серво-приводу нужны доп. питание, поскольку в начале он жрёт много, и весь аппарат типа может сгореть, а какое доп. питание ему нужно, и к какие еще компоненты такие требовательны? Ардуино плату беру на время у знакомого, который живет в другом городе, вдруг он сгорит, а я не опытен 🙂 Но меня так пока-что никуда не тянуло, как к электронике.

Петя, 17 лет) Может быть где-то не понятно, поскольку я сам много-го не понимаю, помогите пожалуйста)

Без обид, но может вам с чего-то вроде этого начать?

Начни с того, чтобы что-то сделать (какой-то прибор, я начинал с драйвера для 1W лазера) и копай эту тему, пока будешь копать научишься начальному уровню, ведь без него ничего не сможешь сделать

И еще будь готов тратить деньги, для начала на паяльник с феном и хотя бы какой-то ЛБП, и можно простенький осцил, это уже около 15к

Для платы (проекта) требуется минимум 1к на реализацию прототипа, но обычно дороже (2-3)

Если готов тратится то я могу немного поучить тебя (а то скучно мне)

Зачем нужны резисторы, понятное дело этот компонент уменьшает ток в цепи, по крайней мере нам так объясняли в колледже. Хочется войти в сферу электроники, но пугает то, что какие-нибудь компоненты могут сгореть, если неправильно подключить. Тоесть, если сформулировать вопрос по другому, как можно рассчитать резисторы правильно? В каких компонентах они обязательно нужны?

Вопрос, конечно очень обширный у Вас.) Как Вы правильно заметили, резисторы нужны чтобы уменьшить силу тока в какой-то цепи. Еще они нужны например чтобы уменьшить напряжение на каком-то участке цепи. по поводу расчетов, то загуглите такую тему как закон Ома, он в принципе и закрывает вопрос расчетов резисторов в цепи.

Также, зачем нужны конденсаторы, их в схемах тоже много. Они собирают заряд при подключений к источнику питания, и если в цепи скачет напряжение, конденсатор компенсирует и подавляет этот скачек?

Тоже верно. Да Вы почти все уже и так знаете.)

Вообще, если Вас так тянет к электронике, то приготовьтесь много читать и не бойтесь что-нибудь спалить. Я вообще не доверяю электроникам, которые говорят, что в своей ничего не палили и не могут распознать сразу запах взорвавшегося танталового конденсатора.))

1. I=U/R; из школы знакомо? Возми ручку, вынь стержень, подуй. На конце скорость потока больше, так как сужается. Скорость или давление. Это же как течение жидкости, или скорость или давление (она не сжимаемая).
Летит электрон. Его скорость зависит от U (*вольт), а сколько их летит- показывает I (сила тока).
I*U скорость на колчество будет мошность. Если табун медлено пройдет по мосту он сдюжит. если пробежит — крякнет. Или если пробежит одна ложадь.

2. Например светодиод. Хочет 1.2 или 2.4 или 3 вольта (Чтоб через него бежали с нужной скоростью, прыгая внутри него через диэлектрик излучая фотоны). Пропустить может 60мА=60/1000000 Ампер. Если больше — перегреется и сгорит. Если удлинить провод зарядки, увеличится его сопротивление, и напряжение на выходе будет меньше при нагрузке. Если ничего не включено, как надо 5 вольт. А если включить — 4.5 и роутер не пашет. Значит подключив к батарее на 1 вольт получиш меньше на светодиоде. Как вентиль крана. Если электронов проходит меньше они тормозяться. Из 4 вольт можно сделать 2. Если светодиод нагреется он станет жрать больше. Чтоб не сгорел ставят резистор (или если они тропинку натопчут- лавинный пробой. ).

3 Кондентсатор это две обкладки и деэлектрик. Накапливает заряд. Пропускает через себя переменный ток.

4. Какая арда? С USB или rs232? Это зависит как ее подключать и через што питать.
gnd — земля. Чаше всего (-)
+5 или VCC — питалово. (+)
Часто питаются от USB.
На плате есть еше il1117 или чтото похожее. Это «кренка», делает из 9..5 вольт 5 или 3 вольта, их именуют интегральный стабилизатор напряжения. На входе кондер, на выходе тоже, чтоб сглаживать скачки и не перегружать его (расширительный бачек перед и после нежного смесителя в ванной ). Главное не путать полярность, они это не любят. Есть там кварц, 8Мгц или 16. Два маленьких 10пф кондентсатора. На них сделан колебательный контур. Кварц вибрирует накапливая и беря из контденсаторов энергию и эти колебания дают импульсы для пошаговой логики микроконтролера. Шаг на то чтоб открыть ключи и загрузить из памяти число. Шаг на то чтоб перегрузить его в дешифратор команды. Шаг на то чтоб команда открыла ключи врифметического девайса.

d0..d7 — это цифровые входы и выходы. 0 или 1. Да или не.
a0 — это аналоговые. Ими можно мерять. от 0 до напряжение питания (чипа).

Делаеш простейшую программку для арды, чтоб мерять через a0 (например) напряжение. Выводиш на монитор порта или куда нибудь еще (осцилограф например через ворд).

5. береш два резистора, 10к или 2 килоома. Можно сделать из проволки для нагревателя, грифеля от карандаша, ручки наполненой раствором соли, .
Если два резистора соединить концами, а к свободным присоединить напряжение (батарею) на сердине будет половина. Туда можно присоеденить А0. И мерять. Выдаст из 16000 например 8000.
Шукай формулы сложения резисторов. Если их паралельно, будет половина от их сопротивления. Если последовательно, надо считать по формуле (сума и деление). Кондентсаторы наоборот. Можон зарядить и также мерять. Получится вольтметр из арды.

6. резистор, светодиод батарейка 3вольта. Светится.
Землю арды на (-) батареи, там же где резистор присоединен. А0 на другой вывод резистора — меряеш напряжение на нем. Смотриш что кажет арда. А1 ставиш на (+) батарейки (3 вольта не больше!) — меряеш напряжение на ней.. Если подключиш второй светодиод, ток будет больше, это арда и покажет. Если вместо светодиода воткнеш резистор, можеш посчитав ток построить таблицу, числа которые пишет арда и то что там на самом деле. Будет измерение силы тока.

7. Можно добавить MOSFET и если ток больше чем можно или напряжение меньше чем безопасно для батареи отключать светодиод. Иди припаять паралельно светодиоду (с резистором) конденсатор (10мкф) и подсоединить его через резистор на 1 ком (ну хотябы 100ом) к д0 а другим концом к земле или (+). Мерять ток и как только он больше чем можно отключать (преводить в 0 или 1). Тоесть регулировать яркость. Или не дать сгореть (например лазер). Можно поддерживать ардой напряжение на конденсаторе (меряя на нем) и светить светодиодом.

8. Сервопривод. Да, у него как у вентилятора в ПК три лапы. (+) красный обычно, (-) — черный (земля) и сигнальный.
Внутри сервопривода от него идет кондентсатор (те что я разбирал были такие). Можно присоеденить (-) батареи к корпусу ПК, (+) батареи к (+) серва, и сигнальный вместо наушников. Он должен дрыгатся. Чем выше частота (чем чаше переключается + на -) тем больше проходит через контденсатор. Как регулятор громкости на наушниках. Дальше микросхема (ОУ) сравнивает его с напряжением питания и двигает в нужную сторону мотор. К валу мотора прикреплен резистор (как регулятор громкости) и он меняет сопротивление при врашении мотора (повороте серва). Микросхема просто старается так его повернуть чтоб разницы на ее входах не было. Какаха, но дешево.

9. Серв + и — к отдельной батарее. Арду к своей 5 или 3 вольта. Земли у них делать обшие. Сигнальный на а0 (где там у нее pwm) и выводя на нее звук можно им управлять. Если в цикле с задердкой переключать d0 с 1 на 0 и обратно, и к нему подключить через конденсатор (0.1..100мкф ) один из контактов наушника а второй на землю, то будет слышен гул. Контденсатор нужен чтоб через науники и д0 не тек постоянный ток, который может его замучить. И слишком большую емкость тоже не надо ставить, токи зарядки и сопротвление звуку. Этот же гул можно задать на вход сервы. Моторчик у него может жрать 100ма, может 1ампер (размер имеет значение) Поэтому лучше через отдельное питалово.

10. atmega8a стоила 72 цента. Камень можно легко перепаять. Кренки стоили 10 штук за 100р или даже меньше (хорошие, которые мне нравятся). Кварц спалить сложно. Светодиоды 603 иди 402 всегда полезны (100р — 100штук разных цветов). Конденсаторы тоже сложно сломать. Если екнет можно починить.

По доп вопросам пиши на мыло. Уж очень глюкавый этот сайт, трудно мне на нем чтото писать и читать.

источник

Резисторы. Конденсаторы

Раздел 1 Пассивные элементы электронных устройств

Для создания узлов электронной аппаратуры используются пассивные радиоэлементы (резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности), электронные приборы – электровакуумные, ионные, полупроводниковые (диоды, транзисторы, тиристоры, интегральные микросхемы), элементы коммутации и др. Используя эти комплектующие элементы создаются устройства, осуществляющие усиление, генерирование, выпрямление и другие преобразования электрических сигналов.

Резистор – это элемент электрической цепи, оказывающий сопротивление протекающему в цепи току.

Резисторы относятся к наиболее распростра­ненным деталям радиоэлектронной аппаратуры. На их долю приходится от 20 до 50%, т. е. до половины об­щего количества радиодеталей в устройстве. Принцип работы резисторов основан на использовании свойст­ва материалов оказывать сопротивление протекающе­му току.

Резисторы характеризуются следующими ос­новными параметрами:

Номинальное значение сопротивления резисто­ра Rном

измеряется в омах (Ом), килоомах (кОм), мегаомах (МОм);

Допустимое отклонение сопро­тивления резистора от его номинального значе­ния —измеряется в %, оно нормировано и определяется классом точ­ности.

Читайте также:  Установка акпп в фиат альбеа

Наиболее широко используются три класса точности: I — допускающий отклонение сопротивления на ± 5%, II — на ±10%, III — на ±20%. Резисторы с повы­шенной точностью сопротивления выпус­каются с допусками (%): ±2; ±1; ±0,5; ±0,2; ±0,1; ±0,05; ±0,02; ±0,01 и т. д.

Номинальное значение мощности рассеивания резистора Рном

измеряется в ват­тах (Вт), Рном это наибольшая мощность по­стоянного или переменного тока, при протека­нии которого через резистор он может работать длительное время без повреждений. В большинстве электронных устройств применяют резисторы с номинальной мощностью рассеивания от 0,125 до 2 Вт.

Температурный коэффициент сопротивления (ТКС) резистора

ха­рактеризует относительное изменение сопротивления резистора при изменении температуры окружающей среды на 1 °С и выражается в процентах. В резисторах ТКС незначительный и составляет в сред­нем десятые доли — единицы процента.

Резисторы используют для ограничения силы тока в цепях, для созда­ния на отдельных участках схем необходимых падений напряжений, для различных регулировок и др. Конструктивно резисторы бывают различных видов, но основным их элементом является токопроводящий (резистивный) элемент, который создает необходимое сопротивление.

Резисторы классифицируются в за­висимости от:

— характера изменения сопротивления (постоянные и переменные);

— назначения (общего и специального);

— материа­лов резистивного элемента (проволочные, непроволочные);

— и способа его защиты (неизолированные, изолированные, герметизированные, вакуумные).

У постоянных резисторов фиксированное значение номинального сопротивления. Они подразделяются на две груп­пы: общего и специального назначения. Резисторы общего назна­чения применяют в цепях постоянного, переменного и импульсного то­ка в качестве делителей, шунтов, нагрузок и т. д. Их номинальное сопротивление лежит в диапа­зоне от 1 Ом до 10 МОм, стандартизировано и соответствует рядам Е24, Е12 и Е6 (табл. 1).

Резисторы специального назначения подразделяются на прецизионные, высокочастотные, высокомегаомные, высоковольтные, микромодульные.

Переменные (или регули­руемые) резисторы — это резисторы, сопротивление которых можно изме­нить от нуля до номинального значения с помощью подвижного контакта, перемещаемого прямолинейно или по кругу. Переменные резисторы чаще всего имеют два концевых вывода, со­противление между которыми не изменяется, и один вывод, соединенный с подвижным контактом. Переменные резисторы при­меняют для изменения параметров аппаратуры в процессе ее эксплуатации.

Таблица 1 — Ряды номинальных значений сопротивлений резисторов и емкостей конденсаторов

Е24 ±5% Е12 ±10% Е6 ±20% Е24 ±5% Е12±10% Е6 ±20% Е24 ±5% Е12±10% Е6 ±20%
1,0 1,0 1.0 2,2 2,2 2,2 4,7 4,7 4,7
1.1 2,4 5,4
1,2 1.2 2,7 2,7 5,6 5,6
1,3 3,0 6,2
1.5 1,5 1,5 3.3 3,3 3,3 6.8 6,8 6.8
1,6 3,6 7.5
1,8 1,8 3,9 3,9 8,2 8.2

Условные графические обозначения резисторов на принципиальных схемах даются с указанием номинального значения сопро­тивления и номинальной мощности рассеи­вания. При этом номинальное значение сопротивления резистора указывается следующим образом:

— от 1 до 999 Ом — числами без обозначения единицы;

— от 1 до 999 кОм — числами с добавлением строчной буквы «к»;

— от 1 МОм и более — числами с добавлением прописной буквы «М».

Рисунок 1 — Условное графическое обозначение (УГО) постоянного (а), переменного (б) и подстроечного (в) резисторов

Конденса­торэто элемент электрической цепи, способный накапливать и удерживать электрические заряды.Состоит из двух или более токопроводящих пластин, разделенных ди­электриком.

Классификация в зависимости от:

характера изменения емкости — конденсаторы постоянной емкости, переменной емкости, подстроечные, нелинейные;

вида диэлектрика — с газообразным диэлектриком (воздушные, газонаполненные); с жидким диэлектриком (минеральным маслом, синтетической жидкостью); с твер­дым неорганическим диэлектриком (стеклянные, стеклоэмалевые, стекло-пленочные, керамические и т. д.); с твердым органическим диэлектриком (бумажные, металлобумажные, пленочные и т. д.), с оксидно-электроли­тическим диэлектриком (алюминиевые, танталовые, титановые и т. д.);

способа защиты от внешних факто­ров — герметизированными, спрессованны­ми, лакированными и т. д.

условий эксплуатации — высокочастотные и низкочастотные, высоковольтные и низко­вольтные, термостойкие и т. д.

Конструктивно конденсаторы изготавливают трубчатыми, дисковыми, пакетными, литыми секционными, рулонными и т. д.

Основные парамет­ры:

1) Номинальное значение емкости конденсатора Сном

Измеряется в пикофарадах (пФ), нанофарадах (нФ), микрофарадах (мкФ).

2) Электрическая прочность конденсатора

Характеризует способность конденсатора выдерживать приложенное к нему напряжение без про­боя диэлектрика. Электрическая прочность характеризуется номинальным напряжением UHOM — значение при­ложенного к конденсатору напряжения, при котором он работает длительное время без выхода из строя.

3) Допустимое отклонение действительного значения емкости конден­сатора от его номинального значения —измеряется в %:±5; ±10; ±20; ±2; ±1 и т. д.

4) Температурный коэффициент емкости (ТКЕ)

Характеризует относи­тельное изменение емкости конденсатора при изменении температу­ры на 1 °С и выражается в миллионных долях на градус Цельсия (10-6/°C). ТКЕ может принимать положительные или отрицательные значения.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Да какие ж вы математики, если запаролиться нормально не можете. 8851 — | 7658 — или читать все.

источник

О компонентах. Конденсаторы и резисторы

Любой усилитель мощности состоит из компонентов, объединенных тем или иным способом. Количество компонентов может исчисляться десятками, а то и сотнями единиц и от каждого компонента что то зависит — это как кирпички одного здания, от которых зависит и высота, и красота, и прочноcть всей конструкции. Об этих «кирпичиках» и пойдет речь в этой статье.

«Имеет ли смысл гнаться за нулями после запятой в Кг?» В разумных пределах конечно имеет, поскольку звуковой тракт должен повторять задумку композитора и исполнителей максимально точно, не внося своих собственных «дополнений», не говоря уже о потрескиваниях и пошипываниях. Хотя многое зависит от использования аудитракта. Если строится система для шумового сопровождения, типа балабонящего радиоприемника и не особо вникать в качество прослушиваемых фонограмм, то Кг и в 1% мешать не будет, поскольку подобные тракты эксплуатируются при выходных мощностях не более 3-5 Вт, а обычно гораздо меньше. Если же планируется целевое прослушивание, хотя бы время от времени, то к вносимым в тракт искажениям стоит подойти более серьезно и постараться обеспечить хотя бы один нолик после запятой на мощностях 2/3, в идеале 3/4 от максимальной. Дальнейшая гонка за нулями после запятой уже чревата серьезными экономическими вложениями и более тщательному подходу к схемотехнике усилителя, а так же однозначно предъявляет повышенные требования к используемым АС, поскольку каким хорошим не был тракт все может загубить именно АС.

Про устройство конденсатора, пожалуй, расказывать смысла не имеет — на эту тему достаточно много написанно, поэтому сразу перейдем к параметрам, но для начала вспомним обозначение:

К основным параметрам конденсатора является емкость , т.е. способность конденсатора накапливать электрический заряд.

Далее идет плотность энергии , в основном применяется к электролитическим конденсаторам. Этот параметр важен при использовании конденсатора как накопителя энергии и последующей ее мгновенной отдачей, например накопительные конденсаторы фотовспышки.

Номинальное напряжение — параметр описывающий при каком напряжении конденсатор може эксплуатироваться непрерывно, круглосуточно. Превышение этого параметра ведет пробою диэлектрика и выходу конденсатора из строя. Для многих типов конденсаторов с увеличением температуры допустимое напряжение снижается, что связано с увеличением тепловой скорости движения носителей заряда и, соответственно, снижению требований для образования электрического пробоя.

Кроме этого у электролитических конденсаторов существует полярность , поскольку конструктивно выполнены на основе химических элементов, при смене полярности которые разрушаются и приводят к закипанию электролита, пары которого приводятк взрыву конденсатора.

Эквивалентная схема конденсатора приведена ниже и на ней видно, что у конденсатора есть еще «дополнительные» элементы:

R1 — электрическое сопротивление изоляции конденсатора, отвечающий за ток утечки — чем выше сопротивление R1, тем меньше ток утечки.
R2 — эквивалентное последовательное сопротивление ( ЭПС (англ. ESR ), внутреннее сопротивление) обусловлено главным образом электрическим сопротивлением материала обкладок и выводов конденсатора и контакта(-ов) между ними, а также потерями в диэлектрике. Обычно ЭПС возрастает с увеличением частоты тока, протекающего через конденсатор, вследствие поверхностного эффекта.
L1 — эквивалентная последовательная индуктивность обусловлена, в основном, собственной индуктивностью обкладок и выводов конденсатора.
С1 — собственно сама емоксть конденсатора.

Так же у конденсаторов есть еще параметры, за которыми следует приглядывать, поскольку «забывчивость» на этот счет может привести к весьма не приятным эффектам. Особое внимание следует уделять при проектировании частото заивимых цепей температурному коэффициенту ёмкости (ТКЕ) . ТКЕ — относительное изменение ёмкости при изменении температуры окружающей среды на один градус Цельсия (кельвин). При использовании конденсаторов с высоким ТКЕ в эквалайзерах частотный диапаозн регулировко будет изменяться в зависимости от окружающей температуры, а так же от внутреней температуры. Например эквалайзер устноавлен сверху усилителя мощности. Зимой, впрохладной квартире в момент включения частотный диапазон будет смещен в область НЧ, но по мере прогрева диапазон будет перемещаться в область ВЧ. На слух такое измение возможно и будет не замечено, однако при использовании эквалайзера для редактирования музыкальных фонограмм возможны недоразумения.

Диэлектрическая абсорбция — появление напряжения на обкладках конденсатора после быстрого разряда и снятия нагрузки. Эффект можно наблюдать практически на всех типах диэлектриков. В электролитических конденсаторах он особенно ярок и является следствием химических реакций между электролитом и обкладками. У конденсаторов с твердым диэлектриком (например, керамических и слюдяных) эффект связан с остаточной поляризацией диэлектрика. Наименьшим диэлектрическим поглощением обладают конденсаторы с неполярными диэлектриками: тефлон (фторопласт), полистирол, полипропилен и т.п.

Многие керамические материалы обладают пьезоэффектом — способностью генерировать разность потенциалов при механических деформациях. Диэлектрики некоторых керамических конденсаторов также могут обладать таким свойством. Обычно это проявляется в возникновении помех в электрических цепях вследствие шума или вибрации, поэтому этот эффект довольно часто называют «микрофонным».

Конденсаторы технологически отличаются друг от друга использумемыми при их производстве материалами все параметры в разных конденсаторах будут проявляться по разному, а поскольку целью статьи является ознакомление с элементной базой, то наиболее интересными будут свойства конденсаторов, которые применяются в звукотехнике.

Неполярные конденсаторы в усилителях мощности используются веьсма интенсивно, причем используются не только для накопления энергии.
Основных сфер использования конденсаторов в усилителях несколько:
— фильтрация напряжения питания, где как раз и используется свойство конденсатора накапливать и отдавать энергию;
— отсекание постоянного напряжения в трактах усиления, в которых используется перезарядка конденсатора переменным напряжением;
— частотозависимые параметры, позволяющие изменять коф усиления каскада в зависимости от частоты проходящего сигнала.

Читайте также:  Установка датчиков температуры в резервуаре

О последнем использования стоит поговорить более подробно. Дело в том, что кроме перечисленных выше параметров у конденсатора есть еще один — реактивное сопротивление. Этот параметр основан на скорости заряда-разряда конденсатора, которая определяет через какой промежуток времени конденсатор будет полностью заряжен или полностью заряжен. При подаче переменного напряжение скорость перезаряда будет определять на сколько процентов успел зарядится-разрядится конденсатор, а это зависит от емкости конденсатора и от подаваемой частоты.

Для наглядности обратимся к схеме:

Здесь V1 является генератором прямоугольных импульсов с длительностью 1 мС (1000 Гц) и амплитудой 10 В.

На левом выводе конденсатора С1 присутствуют эти самые импульсы:

По мере заряда конденсатора C1 напряжение на резисторе R1 уменьшается, поскольку через конденсатор перестает протекать ток:

Кроме этого, в момент окончания импульса (на 0,5 мС) конденсатор начинает разряжаться, поскольку напряжение на генераторе равно нулю, а R1 не имеет источника ЭДС. Это означает, что ток меняет свое направление на противоположное, т.е. на верхнем выводе R1 появляется отрицательное напряжение и оно присутствует до тех пор пока конденсатор не разрядится.

Но разрядится полностью он не успевает — снова появляется импульс на генераторе (1 мС), ток через С1 снова меняет свое направление и на R1 появляется положительное напряжение. Однако его величина уже меньше, чем в момент поялвения первого импульса — сказывается остаточный заряд в конденсаторе.

По мере заряда конденсатора напряжение на R1 начинает уменьшаться, но до нуля не успевает дойти — импульс снова исчезает ( 1,5 мС) и конденсатор начинает разряжаться, т.е. процесс начинает повторяться с спотепенным выравниванием положительного и отрицательного напряжений на R1 и буквально через 3-4 такта генератора напряжение на R1 будет полноценным переменным, т.е. положительное напряжение будет достигать 7,5 В и отрицательное напряжение будет достигать 7,5 В:

Кроме того, что на R1 теперь приходит переменное напряжение его стало меньше — форма напряжение отличается от изначальной прямоугольной довольно сильно, следовательно С1имеет какое то сопротивление, но конденсатор по определению не может иметь сопротивления, поскольку между обкладками конденсатора находится изолятор. Именно поэтому этот эквивалент конденсатора называют реактивным сопротивлением.
Для уточнения правоты утверждения, что конденсатор выступает вроли сопротивление увеличим его емоксть в 10 раз, т.е. используем конденсатора на 470 нФ:

Из рисунка видно, что напряжение на R1 приобрело более прямоугольную форму, т.е. очевидно, что действующее напряжение, приложенное к R1 возросло, слдеовательно реактивное сопротивление С1 уменьшилось.

Тепреь изменим генерируемую генератором частоту, чтобы убедится, чтореактивное сопротивление зависит и от емкости конденсатора и от частоты. После уменьшения частоты в 10 раз прилагаемое к R1 напряжение приобретает вид:

Рисунок один в один повторяет тот, который был при емкости в 47 нФ и частоте 1 кГц, только теперь частота 100 Гц, а емкость 470 нФ. Это подтверждает, что реактивное сопротивление конденсатора зависит и от частоты и от емкости самого конденсатора.
Само сопротивление расчитывается по формуле:

где F — частота в Герцах, С — емкость в Фаррадах.

Используя эту формулу можно достаточно просто определить на какой частоте что будет происходить в частотозависимых цепях, а так же определить необходимый номинал разделительных конденсаторов, но это вопросы схемотехники, здесь же знакомство с самими компонентами, поэтому вернемся к конеднсаторам.

Поскольку у конденсатора кроме полезных параметров есть еще и вредные не трудно сделать вывод, что проходя через конденсатор переменное напряжение будет искажаться. Величины искажений каждого типа конденсаторов различны, отсюда и пошло определение «звуковые конденсаторы», вносящие миимальные искажения в сигнал и остальные, пригодные для шунтирования питания.

Для проверки конденсаторов использовалась следующая схема:

Со звуковой карты подавалось синусоидальное напряжение максимальной амплитуды (2В эфф.), резистор подбирался так, чтобы напряжение на конденсаторе было в пределах 2. 2,5 В амплитудного (т.е. примерно 1,5 вольта действующего) значения. Кроме напряжения на конденсаторе, измерялось и выходное напряжение звуковой карты, чтобы контролировать ее искажения. Из измерений видно, что искажения самой карты намного меньше, и не влияют на точность (искажения карты вычитались из результатов, вычитание было абсолютно правильным: корень квадратный из разности квадратов амплитуд соответствующей гармоники).

В результате тестов было выяснено, что минимальные искажения вносят конденсаторы МБМ, а максимальные многослойная керамика КМ-5, остальные «кандидаты» расположились следующим образом:

в защиту последних двух строчек следует сказать, что у них Кг сильно зависит от емкости конденсатора — чем больше емкость — тем больше Кг. Вывод напрашивается сам собой — их можно использовать в цепях коррекции, где емкость не более 100 пкФ, но нельзя использовать в качестве разделительных, где емкость должна быть более 1 мкФ.

Кроме обычного способа использовался еще один способ вычислений Кг — нормированный. Этот способ нормирования придумали инженеры из лаборатории английской компании ВВС в 50-х годах ХХ века. И такой способ, когда напряжение гармоники умножается на квадрат ее номера, позволяет учесть ширину спектра гармоник. Зачем это нужно? А затем, что чем больше порядок нелинейности и шире спектр гармоник, тем хуже звук:

Другими словами, если удасться собрать идеальный усилитель с Кг равным нулю, то используя в качестве разделительного конденсатора C1 конденсаторы МБМ на выходе получим Кг равным 0,0014%, а используя К10-17А — 0,8%:

Примерно так же обстоят дела у электролитических конденсаторов — все «болячки» конденсаторов у них присутствуют, только для электролитов наиболее интересным является ERS, покольку электролитические конденсаторы больше применяются в цепях питания, т.е. используется их свойство накапливать и отдавать энергию. Обычно ESR указывается для определенной частоты/ емкости/рабочего напряжения, а также типоразмера корпуса конденсатора.

Как правило, конденсаторы в высоких и узких корпусах имеют лучшие характеристики, чем низкие и широкие. Это связано с особенностями конструкции — в высоком и узком корпусе алюминиевая лента свернута в меньшее количество витков и имеет бОльшую ширину, а это- меньшая индуктивность и паразитное сопротивление конденсатора. Естественно, это замечание справедливо при сравнении конденсаторов одной серии одного производителя, низкокачественные поделки нонейм производителей форма корпуса не спасет.

Ниже приведена таблица рейтинга электролитических конденсаторов, составленная на основании ислодований как поклоников аналоговой техники, так и цифровой, причем в рейтингах отсутствуют СУПЕРБРЕНДЫ, хотя их производители присутствуют. Позиция в левой колонке составлена звуковиками, которые отталкивались от надежности, а левую половину таблицы заполнили компьютерщики на основе раскопанных на конденсаторы даташитов:

Elna Данных нет, но есть комент «слухача», тестировавшего конденсаторы в блоке питания усилителя:
Elna Silmic II является лучшим устройством этого теста. По сравнению с очень хорошим Black Gate, Elna звучит лучше. Разница между Sprage и Black Gate такая же как между Black Gate и Elna. Это, безусловно, лучший выбор для электролитического конденсатора в фильтре питания усилителя мощности. Hitachi НЕТ ДАННЫХ HITANO SAMWHA Vishay Teapo OST D.S (VENT) Chhsi (HK(M), WG(M)) G-LUXON (SM) GSC Fuhjyyu HEC Jackcon Jee Li-con (Licon) Jenpo JPCON JODEN Rulycon Rubysun Tayeh Lelon Ltec E.V.A.TOP JunFu (WG, HK) FULLTEC KYS SOWA Su’scon EASICON Gjt Elite TREC GLORIA (GAE) MK (M)P8 Samxon

Разумеется, что при использовании конденсаторов с низким ERS к раположению проводников на печатной плате предъявляются более жесткие требования — не правильная разводка платы может, если и не перечеркнуть полностью, то существенно снизить эффективность этих кондесаторов:

Кроме упомянутых конденсатров существуют дополнительные серии «For Audio» — «СПЕЦИАЛЬНО ДЛЯ АУДИО» и имеющие сверхмалое ERS, повышенную плотность энергии и конечно же не копеечную стоимость. Использовать такие кондесаторы стоит в сверхвысококачественных усилителях, а если речь идет уже о таком качестве звукового тракта, то уже имеется и соответствующий опыт, следовательно расписывать все прелести «For Audio» не имеет смысла.

При использовании электролитических конденсаторов в качестве разделительных рекомендуется последовательно-параллельное включение, которое позволяет избавится от проблем полярности электролитов и компенсирует возрастающий у них с частотой ERS:

Читайте также:  Установка петель на столешницу

Сумарную емоксть получившегося конденсатора можно вычилить в два этапа:
сначала вычисляется емкость двух последовательно соединенных конденсаторов
, а затем к получившемуся результату прибавляется емскость С2, поскольку при параллельном соединении емкости конденсаторов суммируются.

Напоследок осталось добавить, что механическая прочность выводов конденсатора гораздо меньше, чем это кажется, поэтому при монтаже на плату высоких конденсаторов лучше их дополнительно закрепить к плате при помощи клея или герметика, а расположенные близко друг к другу можно и «законтрить» между собой. Это особенно актуально при сборки автомобильной техники:

Прежде всего небольшая напоминалка об обозначениях резисторов:

Как и любой другой элемент у резисторов есть такой параметр как собственный шум, который складывается из теплового и токового шума.

Токовый шум обусловлен дискретной структурой резистивного элемента. При протекании тока возникают местные перегревы, в результате которых изменяются контакты между отдельными частицами токопроводящего слоя и, следовательно, флюктуирует (изменяется) величина сопротивления, что ведет к появлению между выводами резистора ЭДС токовых шумов. Токовый шум, также как и тепловой, имеет непрерывный спектр, но интенсивность его увеличивается в области низких частот, и величина значительно превышает величину теплового шума.

Все эти эффекты зависят от плотности тока. Чем она больше, тем больше проявление этих неприятностей. Поэтому соединив 2 резистора параллельно (увеличив площадь сечения и уменьшив плотность тока) все эти эффекты уменьшаются. Тоже самое можно сделать взяв резистор большей габаритной мощности. У него сечение проводящего слоя больше и плотность тока в нем будет меньше. Соединив 2 резистора последовательно шумы суммируются, поэтому крайне не желательно использовать последовательное соединение резисторов в каскадах имеющих большой коф усиления. Суммарное сопротивление двух резисторов соединенных параллельно вычисляется по формуле:

Этот шум зависит от многих факторов, в том числе и от конструкции конкретного резистора, включая резистивный материал и в особенности концевые соединения. Вот типичные значения избыточного шума различных типов резисторов, выраженные в микровольтах на вольт приложенного к резистору напряжения (приводится среднеквадратичное значение, измеренное на одной декаде частоты):

Углеродно-композитные От 0,10 мкВ до 3,0 мкВ
Углеродно-пленочные От 0,05 мкВ до 0,3 мкВ
Металлопленочные От 0,02 мкВ до 0,2 мкВ
Проволочные От 0,01 мкВ до 0,2 мкВ

Этот шум имеет спектр примерно 1 (постоянная мощность на декаду частоты) и иногда называется розовым шумом . Шум, возникающий по другим причинам, также часто имеет спектр 1 ; примерами таких шумов являются шум тока базы у транзисторов и шум катодного тока в электронных лампах. Любопытно, что величина 1 встречается в природе в самых неожиданных проявлениях, например, скорости океанических течений, поток песка в песочных часах, движение поездов в Японии, а также годовой сток Нила за последние 2000 лет. Если построить график громкости звучания какого-нибудь произведения классической музыки, то опять-таки получится спектр 1 ! Общий принцип, объясняющий происхождение шумов со спектром 1 , не найден, хотя он, казалось бы, носится в воздухе, но в каждом отдельном случае часто можно определить источник такого шума.

В отношении шумов проволочные резисторы гораздо правильнее чем всяческие пленочные и композитные, но они имеют довольно большую паразитную индуктивность.
На тепловой шум сильное влияние оказывает температура и собственное сопротивление и хотя тепловой шум значительно меньше токового, про него тоже не стоит забывать.

Бороться с шумами резисторов стоит, теоритически, во всех трактах усиления, однако чем больше амплитуда сигнала, тем меньше влияние шума резисторов, следовательно особое внимание шумам резисторов можно уделять лишь в первых каскадах усиления, когда сигнал имеет амплитуду до 100 мВ и эти каскады желательно продумывать более тщательно, оградить от лишних источников тепла и обеспечить охлаждение, например организовав вентиляционные отверстия.

У резисторов есть так же дополнительный параметр, показывающий изменение сопротивления в зависимости от температуры — температурный коэффициент сопротивления (ТКС) характеризующий относительное изменение сопротивления резистора при изменении температуры окружающей среды на 1 °С. У непроволочных резисторов, применяемых в БРЭА, ТКС не превышает ±0,04—0,2 %, а у проволочных — ±0,003—0,2 %.

Как правило в усилителях мощности, в последнем каскаде усилителя напряжения, в эмиттерах транзисторов используются резисторы на 0,5 Вт. Обычно именно последний каскад усилителя напряжения производит максимальное усиления сигнала. В случае, если усилитель симметричный, то необходимо подборка не только транзисторов этого каскада по коф усиления, но и выборка одинаковых резисторов в их эмиттерные цепи, именно выборка резисторов с одинаковым номиналом. Эта мера не позволит свести на нет подбор транзисторов, поскольку от номинала эмиттерного резистора в схеме с общим эмиттером зависит итоговый коф усиления каскада.

Кроме слабо мощных резисторов в усилителях используются резисторы на 2 или на 5 Вт, устанавливаемые в эмиттерах оконечного каскада. Тип этих резисторов довольно часто смущает начинающих — в продаже изобилуют керамические низкоомные резисторы, но по форумам довольно часто упоминается, что они портят звук, поскольку внутри содержат спираль из высокоомного сплава, а это является индуктивностью.

Рекомендуемые для использования для этих целей резисторы довольно часто являются дифицитными, и порой реализаторы на них выставляют не обоснованную цену :

Однако не совсем ясно на каком основании были сделаны выводы о том,что С5-5 или С5-16 не содержат индуктивности и наиболее ярким примером является механическое вскрытие:

Наиболее приемлемым вариантом считается использование для этих целей резисторов МЛТ-2, однако шансы от избавления от индуктивности не сто процентны — на верхнем резисторе четко просматривается спираль из резистивного слоя:

Поэтому при покупке МЛТ-2 следует обратить внимание на их внешний вид, и если окажется, что резистивный слой в виде спирали это совсем не повод впадать в панику — да, будет иметь место индуктивность, но ее величина слишком мала — у представленного на фото резистора на 100 Ом индуктивность составила 70 мкГн, а для резисторов сопротивлением 1, 0,68, 0,47, 0,33 и 0,22 Ома оно будет в десятки раз меньше.

Кроме постоянных резисторов в усилителях используются переменные — для регулировки громкости, баланса, при необходимости тембра. От качества этих резисторов зависят в основном дополнительные шумы, вносимые изменяющимся сопротивление контакта между резистивным слоем и движком.

Конструктивно переменных резисторов на сегодня выпускается довольно много, кроме того еще попадаются резисторы старых образцов:

Кроме прочих параметров у переменных резисторов есть еще один — группа . Этот параметр показывает по какому закону изменяется сопротивление на движке резистора в зависимости от его положения, например для резисторов роторного типа это будет угол поворота. У отечественных резисторов различают 3 основные и две вспомогательные группы:

Группа А — линейная зависимость изменения сопротивления от положения движка, группа Б — логарифмическая зависимость, В — обратнологарифмическая. Самые популярные — «А» и «В». «А» используется для линейных регулировок, например в терморегуляторах, регуляторах оборотов двигателей. «В» — оптимальнейший вариант для регулировки громкости, поскольку человеческое ухо увеличение громкости воспринимает по логарифмическому закону.

Вспомогательные группы И и Е обычно используются в паре на сдвоенных резисторах — один резистор группы «И», второй «Е», что делает такой резистор идеальным для регулировки баланса в стерео усилителях.
У импортных переменных резисторов 4 группы:

Тут сразу следует обратить внимание на то, что у импортных группа А имеет обратнологарифмическую зависимость, т.е. для регулировки громкости требуется как раз резисторы группы «А», а группа B имеет линейную зависимость. Группа W используется для регулировки баланса — обычно движок резистора соединяется с общим проводом, а резистивный слой выступает в роли аттенюатора, совместно с постоянными токоограничивающими резисторами.

На некоторых подвидах переменных резисторов, предназначенных для регулировки громкости делаются отводы от середины резистивного слоя, гораздо реже делаются отводы с соотношением 1/ и 2/3. Данные резисторы удобны для реализации тонкомпенсированных регуляторов громкости. Тонкомпенсация позволяет выравнять иллюзию изменения АЧХ тракта при малых и больших громкостях — на малой грокости кажется, что НЧ и ВЧ составляющие сигнала уменьшаются, поэтому и вводится подъем НЧ и ВЧ в самом регуляторе. Один из вариантов схемы тонкомпенсированного регулятора громкости и изменения его АЧХ приведены ниже:

Основных видов переменных резисторов две — роторные и движковые. И те, и другие имеют в своем составе множество подвидов, поэтому для краткости в таблице приведены только популярные:

Переменный резистор серии R12, бывают сдовоенные, бывают с выключателем. Ближайший сосед по конструктиву выполнен на текстолитовой основе. Широко используются в переносной аудиоаппаратуре. Бывают для вертикального и горизонтального монтажа. Надежность оставляет желать лучшего.

Серия R12XX — по конструктиву состоит из гетинаксовой «подковы» с нанесенным углеродистым резистивным слоем. Для большего понимая следйет расшифровать обозначение:
R — ROTOR , т.е. роторный, следующие две цифры обозначают диаметр , а вот дальше уже по спецификации. Бывают одинарные и сдвоенные. Широко используются в переносной аудиоаппаратуре и в автомобильной низкой ценовой категории. Бывают для вертикального и горизонтального монтажа.

Серия RK11ХХ, такого же конструктива серия RK14ХХ, бывают для вертикального и горизонтального монтажа, первые цифры после букв обозначают размер: , бывают сдвоенные и одинарные, в переносной аудиоаппаратуре не очень популярны, но попадаются.

RK12ХХ популярны в стационарной средней ценовой категории и переносной аппаратуре высокого класса, частенько мелькали в автомагнитолах. Бывают одинарные, сдвоенные, счетверенные. Размер подковы с резистивным слоем может достигать 24 мм, разумеется в названии первыми цифрами будет 24. Могут быть с выключателем, некоторые модели этого вида имеют отвод от середины.
Для увеличения надежности и уменьшения сопротивления между контактом движка и резистивным слоем лучше использовать резисторы бОльшего диаметра, если нет ограничений по габаритам.

Переменные резисторы движкового (ползункового) типа содержат в своей абривиатуре либо первую, либо вторую букву S — SLIDE . Бывают одинарными, сдвоенными, с отводом от середины и без него. Первые две цифры после букв обозначают длину хода движка, например у верхнего SL101 движок перемещается на 10 мм, а у нижнего SL20V1 — 20 мм. Обычно в среднем положении движок резисторов слегка фиксируется.

Потенциометры DACT и ALPS по конструкции представляют собой многопозиционный галетный переключатель с установленными SMD резисторами.

Номиналы резисторов обеспечивают обратнологарифмическую зависимость изменения сопротивления при повороте оси потенциометра. Контакты движка и «подковы» выполнены из материалов повышенной износостойкости и обеспечивают наилучший контакт на протяжении ОЧЕНЬ продолжительного времени. Разумеется стоимость подобных потенциометров довольно высокая.

источник

Добавить комментарий