1.2.2 Конструктивные и эксплуатационные параметры эрк

Появление большого числа вариантов конструктивного использования ЭРК (типоразмеров) на потребительском рынке связано с разнообразием условий и способов их применения в РЭС.

Различают конструкции ЭРК, предназначенные для объемного, печатного и поверхностного монтажа Самостоятельную группу составляют ЭРК, предназначенные для использования в РЭС сверхвысокочастотного диапазона, в конструкциях которых реализован принцип единого конструктивно-электрического согласования (в частности коаксиальые и микрополосковые конструкции).

Ряд конструктивных вариантов ЭРК используют их при автоматизированной сборке (набивке) печатных плат, т.е. в них обеспечены кассетирование ЭРК, а также жесткость и ориентация их выводов.

Для создания гибридно-пленочных интегральных схем выпускают микроминиатюрные бескорпусные и безвыводные ЭРК

Специальные варианты конструкций ЭРК обеспечивают реализацию повышенных требований по рассеиваемой мощности, электрической прочности, устойчивости к климатическим воздействиям, вибро-и ударопрочности и др. Для практического использования ЭРК в конструкциях РЭС разработчику необходимо знать их габаритные, установочные и присоединительные размеры, а также способы крепления и монтажа. Кроме того для подтверждения работоспособности РЭС в заданных условиях эксплуатации разработчику необходимо знать предельно допустимые электрические и эксплуатационные параметры ЭРК.

Таким образом для правильного применения ЭРК в конструкциях РЭС на всех этапах их создания необходимо учитывать совокупность электрических, конструктивных и эксплуатационных параметров ЭРК.

1.3. Резисторы

Резисторы (R) - носители электрического сопротивления. Теоретической основой для расчета конструкций резисторов является теория электропроводности твердых тел:

j = σE

где j - вектор плотности тока, А/м2;

σ - удельная проводимость, См/м-

Е- вектор напряженности электрического поля, В/м.

Из скалярной формы этого выражения получена известная формула электрического сопротивления R образца длиной l с площадью поперечного сечения S, лежащая в основе расчета конструкций резисторов: R = l /(Sσ), Ом.

Приведем еще несколько известных формул для расчета пара­метров цепей, содержащих резисторы:

-ток, протекающий через резистор, А, I=U/R

-активная мощность, выделяемая на резисторе, Вт, Р=I²R=U²/R

постоянная времени RC- и RL,-цепей, с, τ = RC=L/R;

сопротивление резистора с учетом температурного дрейфа ∆T при заданном значении температурного коэффициента сопротивления (ТКС) и начальном значении сопротивления R(T₀), Oм,

R(T) = R(T₀)[1±( ТКС) ∆T

В узлах и устройствах РЭС резисторы выполняют разные функции которые для отображения на электрических принципиальных схемах имеют по ГОСТ 2.728-74 соответствующие условные графические обозначения (УГО), например показанные на рис. 1.1.

Рис 1.1 УГО, отображающие различные функции резисторов:

а - делитель напряжения;

6 ~ ограничитель тока;

в - элемент времязадающей цепи

г - датчик температуры;

д - датчик освещенности;

е - регулятор уровнягромкости звука;

ж - регулятор тембра звука

При проектировании узлов и устройств РЭС необходимо правильно выбрать тип, типономинал и типоразмер резисторов. В классификационном пространстве резисторы различают по функциональному назначению, электрическим параметрам, конструктивному исполнению и условиям эксплуатации. Исчерпывающие сведения о конкретном резисторе указываются в ТУ или ЧТУ. Часть сведений о резисторе, необходимых для заказа и первичного применения, содержится в основной записи, состоящей из буквенных и цифровых идентификаторов его параметров, изменяющихся в пределах данного типа.

На двух примерах основной записи рассмотрим содержание классификационного пространства резисторов (табл. 1.1):

1) С2-6-0,25-110 к-±5 %-А-Б-В-ОЖ0.467.037ТУ;

2)-СП-3-12а-1 М-А-32 ОС-3- ОЖ0.468.033ТУ.

1. Идентификатор С, обозначающий резисторы в пространстве всей совокупности ЭРК. В старой документации встречаются буквенные обозначения резисторов, несущие дополнительную информацию об их конструкции и характеристиках, например

МЛТ — металлопленочный, лакированный, термостойкий,

ВС —бороуглеродистый и др.

2. Идентификатор функционального назначения резистора:

П — переменный, подстроенный резистор;

Т — терморезистор;

Ф —фоторезистор;

М — магниторезистор;

Н — варистор (нелинейный резистор).

3. Идентификаторы материала резистивного слоя:

1 — углеродистые резисторы с резистивным слоем из пиролитического углерода, получаемого термическим разложением (пиролизом) газообразных углеводородов (метана, гептана) в вакуумной камере, где находятся керамические или стеклянные основания будущих

Таблица 1.1

Номер основной записи	Позиция классификационного пространства
	1	2	3	4	5	6	7	8
1	С	—	2	6	—	0,25	110 к	±5%
2	С	П	3	12	а	—	1 М	—

Номер основной записи	Полиция классификационного пространства
	9	10	11	12	13	14	15
1	—	А	Б	В	---—	—	№ТУ
2	А	—	—	—	32	ОС-3	№ТУ

резисторов, и бороуглеродистые резистры с малым значением ТКС, получаемые пиролизом борорганических соединений (C₃H₇)₃B или (С₄Н_Ч)₃В;

2 — металлопленочные и метамооксидные резисторы соответственно с резистивным слоем из тонких пленок многокомпонентных сплавов (Сг, Ni, Fe, Si), композиционных материалов (силицидов и керметов) и диоксида олова SnO₂, осаждаемого в вакуумной камере (при р =10^-5 Па) на керамические основания резисторов методами термического испарения, катодного распыления и др.;

3 — композиционные пленочные резисторы с резистивным слоем из тонкой пленки смеси органической смолы с сажей, получаемой разливом суспензии на гладкой поверхности изоляционного основания (зеркального гетинакса, стеклотекстолита) с последующим отжигом в печи с инфракрасным обогревом. Такая пленка обладает высокой стойкостью к истиранию, поэтому пригодна для изготовления переменных и подстроечных резисторов;

4. — композиционные объемные резисторы (высокоомные до 100 ГОм и высоковольтные до 60 кВ), представляющие собой столбики из смеси мелкодисперсной керамики или стекла с частицами металла, полученные путем их спекания при высокой температуре в вакууме;

5. — проволочные (в том числе металлофолъговыё) резисторы, как правило, мощные (до 100 Вт), изготавливаемые из тонкой нихромовой или манганиновой проволоки или микропровода в стекляной изоляции марки 60 НГХ, намотанной на термостойкий каркас (шамотная керамика), и покрытые стеклоэмалъю или компаундом;

6 — металлодиэлектрические безреактивные СВЧ резисторы с резистивным слоем из тонкой пленки тугоплавкого металла, нанесенной в вакууме на заготовку из высокодобротной керамики.

4. Идентификатор модификации компонента в пределах данного типа (подтип), появляющейся в ходе его эволюции.

5. Идентификатор варианта конструктивного исполнения:

а —объемного,

б — печатного,

в — поверхностного монтажа.

4. Указатель мощности резистора. ГОСТ 24013—80 устанавливает ряд мощностей резисторов от 0,01 до 500 Вт (всего 23 значения) и определяет ряды их рабочих напряжений: от 25 В до 60 кВ (всего 20 значений) — для постоянных и от 5 В до 8 кВ (всего 15 значений) — для переменных.

7. Указатель номинального значения сопротивления резистора ГОСТ 2825—67 устанавливает шесть рядов номинальных значений: Е6, Е12, Е24, Е48, Е96 и Е192 (цифры определяют число номинальных значений в пределах любой декады каждого ряда).

8. Указатель класса точности резистора, номинальное значение сопротивления которого принадлежит одному из шести указанных ранее рядов. Для постоянных резисторов установлено соответственно шесть классов точности: 20% (Е6); 10%(Е12); 5% (Е24); 1% (Е48); 1% (Е96);0,5 % (Е192). Для переменных резисторов установлен один класс точности — 20 %(Е6).

9. Идентификатор функциональной характеристики переменных регулировочных резисторов — закона изменения сопротивления R_x между выводом подвижной контактной щетки и одним из крайних выводов резистора в зависимости от перемещения х движка (углового или продольного). Переменные регулировочные резисторы выпускают с линейной, логарифмической и показательной зависимостями (рис. 1.2):

Рис. 1.2. Законы изменения сопротивления переменных резисторов:

А — линейный; Б — логарифмический; В — показательный

R_x(A) = R₀(x/x₀); R(Б) = R₀ log[(x+x₀)/x₀];

R_x(В) = R₀ (2^х/х0 -1)

где R₀ и x₀ — номинальные значения сопротивления и длины резистора.

Резисторы с характеристикой В применяют в качестве регуляторов громкости звука для компенсации логарифмической динамической характеристики человеческого слуха, отвечающей закону Вебера—Фехнера: прирост силы ощущения пропорционален двоичному логарифму отношения двух сравниваемых раздражений. Следовательно, резисторы с характеристикой В позволяют ощущать изменение громкости звука пропорционально перемещению я движка. Переменные резисторы с характеристикой Б применяют в качестве регулятора тембра, так как уже относительно небольшие перемещениях движка позволяют добиться желаемого качества звука.