41. Применение конденсаторов (разделители постоянной и переменной составляющих, фильтрация питания, RC интегр, и дифф.цепи и фильтры, фазосдвигающие цепи; примеры схем: мост Винна).

К числу главных изъянов аккумуляторов относится длительное время зарядки, ограниченный срок службы (при большом везении – 300-350 циклов зарядки/разрядки) и проблемы с утилизацией старых элементов. Куда привлекательнее на фоне привычных батарей выглядят конденсаторы, которым заряд сообщается практически моментально, которые можно эксплуатировать в несколько раз дольше аккумуляторов и разобрать которые на составные части без ущерба для окружающей среды заметно легче. Мешает задействовать эти накопители в качестве батарей их низкая энергоемкость. Она (в среднем) раз в 25 ниже, чем у аккумулятора того же объема, и зависит от площади заряженных поверхностей.


Конденсатор может применяться (по существу):

1. Для накопления заряда и последующей его отдачей на разрядное устройство (напр., в фотоосветительных лампах-вспышках). Замкнули цепь - птичка вылетела. Здесь нужен С большой емкости, электолитического, танталового или похожего типа, почти-что аккумулятор.

2. Для накопления заряда как метрического эквивалента входного сигнала (в фильтрах на переключаемых С). Конденсатор заряжается через nКМОП-ключи с изолированными затворами (с малыми токами утечки). Потенциальный сигнал (напряжение) снимается с него через операционный усилитель с полевыми транзсторами на входах (тоже с малыми токами - так наз. ОУ с зарядовой связью, или электрометрический ОУ). Независимо от величины емкости С должен быть с малыми токами утечки, т.е. керамический.

3. Для гальванической развязки между усилительными каскадами. Здесь С должны быть широкополосными (по частотам пропускания), желательно компактными - как правило, это тоже керамика. Если схема высоковольтная, пробивное напряжение С должно быть достаточным, чтобы выдержать 3-кратную величину постоянной составляющей сигнала на выходе каскадов.

4. Для подавления помех или выделения постоянной составляющей тока (напряжения) путем отвода переменной (помеховой) части тока на шину земли. Такие схемы - блоки питания (БП) и помехоподавляющие фильтры (ПФ). Здесь С должен сочетать в себе противоположные свойства: низкую паразитную индуктивность и высокую способность к погложению энергии импульсного тока. На выходе БП часто ставятся сборки: батарея электролитических или танталовых С высокой емкости (1...5 тыс. мкФ), а на выводы каждому вешается планарный керамический С, чтобы снизить индуктивность пленочных обкладок. То же самое - для ПФ с большой проходящей мощностью. Для маленьких ПФ, защищающих одну микросхему с током потребления 1...20 мА, дстаточно керамического С емкостью 0,1...1,0 мкФ.

5. В схемах генерирования и управления частотой переменного сигнала: избирательных каскадах приемников, в гетеродинах, таймерах етс. Для устройств с точными значениями частоты требуются С с низким ТКЕ (тепловым коэффициентом емкости). как правило - керамические. Предельная точность емкостей С в коммерческой РЭА - 5%, в военной - 0,3%. Поэтому, точность генерации частоты (напр., в гетеродинах РЭС спецсвязи, РЛС, сотовых телефонах, часах) обеспечивают подбором не С, а более стабильных и точных частотно-избирательных устройств - кварцевых резонаторов. Переменные С (с подвижными обкладками) используются для ручной грубой регулировки частоты, напр., в гетеродинах вещательных приемников.

Не буду называть типы С - их слишко много. Скажу только, что наиболее распространенные керамические С - К10-17 (в т.ч. планарные), электролитические - К50-33.


Фильтрация в источниках питания.

Обычно, говоря о фильтрации в источниках питания, имеют в виду накопление энергии. Практически при фильтрации происходит шунтирование сигналов. В электронных схемах обычно используют напряжение постоянного тока, которое получают путем выпрямления напряжения переменного тока сети (процесс выпрямления мы рассмотрим дальше в этой главе). Часть составляющих входного напряжения, которое имело частоту 60 (50) Гц, остается и в выпрямленном напряжении, от них можно избавиться, если предусмотреть шунтирование с помощью больших конденсаторов. Шунтирующие конденсаторы – это как раз те круглые блестящие элементы, которые можно увидеть внутри большинства электронных приборов.


К списку Рандомный вопрос