Современные высокочастотные конденсаторы: Конденсаторы для ВЧ/СВЧ. Часть 3 Пленочные и электролитические

Содержание

Конденсаторы для ВЧ/СВЧ. Часть 3 Пленочные и электролитические

Часть 1.
Часть 2.
Часть 3.
Часть 4.

Особенности конструкции и применения

Необходимо сказать о том, как свойства органических вообще и пленочных диэлектриков в частности определили конструктивные особенности и сферы применения конденсаторов этого типа. Пожалуй, главным фактором, определившим современный набор конструктивных исполнений органических конденсаторов, является неширокий по сравнению с керамическими конденсаторами температурный диапазон применения органических полимеров. Это резко снизило возможности использования полимеров в чип-конденсаторах. Речь, прежде всего, идет о процессе пайки, в результате которого может происходить температурное разрушение либо деградация конденсаторов. Дополнительные сложности в «жизнь» органических чип-конденсаторов внесло появление требований RoHS по пайке бессвинцовыми припоями. Поскольку температура плавления таких припоев выше, чем свинцовосодержащих, значительная часть известных серий, в частности пленочных конденсаторов, имеет ограничения при пайке. Часто это невозможность использовать технологию двухволновой пайки либо ограничения по времени прохождения волны припоя. Многолетняя статистика рынка, собранная в основном по пленочным конденсаторам, показывает, что 80–90% таких конденсаторов выпускается в выводном исполнении. Пайка выводов не ухудшает свойств собственно конденсатора.

 

Органические конденсаторы для ВЧ/СВЧ

Несмотря на то, что признанным лидером в области высокочастотных приложений принято считать керамические конденсаторы, органические полимеры успешно осваивают этот специфический диапазон. Говоря о применении полимерных конденсаторов на высоких частотах, можно упомянуть об авторской технологии AVX — многослойных органических структурах MLO (Multilayer Organic). Эта технология появилась именно как результат усилий по расширению частотного диапазона применения полимерных устройств. Суть ее заключается в том, что из полимерных материалов и посредством отработанных пленочных технологий создается многослойная подложка, стек слоев которой содержит один или несколько уровней полимера с малыми потерями на высоких частотах. Эти слои «зажаты» между слоями металлизации и разделительными. Слои металлизации используются для формирования стандартных компонентов, посредством трассировки соединяемых в целевые устройства. Стандартный стек слоев подложек первого поколения описан в [1] и представлен на рис. 1.

Рис. 1. Подложка MLO с шестью слоями металлизации

Синим цветом на рис. 1 обозначены переходные отверстия между слоями. Основной проблемой при создании этого типа подложек был поиск полимерного материала, имеющего малые потери на высоких частотах и при этом высокую диэлектрическую проницаемость для формирования значительной емкости в малых габаритах. В настоящее время в качестве таких материалов для high-Q‑слоев используются политетрафторэтилен (PTFE) и жидкокристаллические полимеры (LCP). Высокочастотные полимерные подложки MLO стали исключительно благодатной средой для размещения в них стандартных компонентов для повсеместно используемых радиотехнологий: беспроводных сетей многих протоколов, широковещательных спутниковых систем, автомобильных радиосистем и т. п. По технологии MLO выполняются конденсаторы, индуктивности, диплексеры, согласующие четвертьволновые трансформаторы, фильтры, ответвители и другие компоненты, вплоть до радиочастотных микросхем (RFIC). При этом на наружных металлизированных слоях подложек может выполняться стандартная трассировка для SMT-компонентов. Дополнительным бонусом MLO-подложек является их полная совместимость с широко применяемым материалом для печатных плат — FR4. Оба материала имеют одинаковое температурное расширение, и при закреплении MLO-компонентов на печатных платах они не создают дополнительных термических нагрузок на платы. Специалисты фирмы AVX отмечают очень хорошие показатели MLO по диэлектрической абсорбции [2]. По данным [2], этот показатель для MLO составляет 0,0015%, что на порядки лучше абсорбции, например, для керамики NP0 — 0,6%. Это свойство MLO, конечно, весьма востребовано в устройствах выборки/хранения. В качестве практического решения AVX предлагает представленный в [3] MLO-конденсатор формата 0603 (EIA) с диапазоном емкостей 0,1–5,1 пФ, рабочим напряжением 50–250 В. Изделие имеет допуск по номиналу ±0,02 пФ и может применяться в диапазоне частот до 20 ГГц.

Вообще необходимо отметить, что технология сложных подложек переживает период стремительного развития не только в области пленочных технологий. Для керамики примером тому служат 3D однослойные конденсаторы фирмы IPDiA, речь о которых пойдет ниже. А наиболее полным конструктивным аналогом MLO-подложек от AVX являются сложные керамические подложки CapStrate фирмы Johanson Dielectrics.

 

Типы пленочных конденсаторов и основные материалы для их производства

Конструкция пленочного (как поясняется в сноске в начале обзора) конденсатора схожа с конструкцией многослойного керамического конденсатора или с конструкцией оксидного (электролитического) конденсатора, с тем отличием, что рулон диэлектрика с металлизацией укладывается прямоугольным брикетом. Конструкция пленочного конденсатора компании Wima приведена на рис. 2.

Рис. 2. Конструкция пленочного конденсатора компании Wima

Так же как и в ситуации с MLCC, пленочные конденсаторы имеют большое количество конструктивных исполнений, в основном разделенных на три большие группы c корпусами для поверхностного монтажа (SMD) и выводными корпусами с радиальным (Radial) и аксиальным (Axial) расположением выводов. На рис. 3 представлены некоторые примеры исполнений по информационным материалам фирмы Kemet и промышленной группы Exxelia.

Рис. 3. Виды корпусов пленочных конденсаторов от Kemet и Exxelia:
а) SMD-исполнение от Kemet с размерами 12,7×11,5×6,5 мм;

б) SMD Kemet в корпусе DIL6 с минимальными размерами 11×12,2×6,05 мм;
в) низкоиндуктивные SMD-конденсаторы с самовосстановлением от Exxelia;
г) SMD высокочастотные SMPS Exxelia;
д) радиальный конденсатор с сериальным резистором от Kemet;
е) радиальный Exxelia, выводы с резьбой или в виде контактного лепестка;
ж) радиальный высоковольтный до 1000 В, Exxelia;
з) точный радиальный от Exxelia, каждая обкладка соединена с двумя выводами;
и) аксиальный от Kemet для SMPS-применений;
к) аксиальный низкоиндуктивный от Exxelia;
л) аксиальный высоковольтный до 2200 В от Exxelia;
м) аксиальный Exxelia, имеется исполнение, при котором один из выводов соединен с корпусом

Пленочные конденсаторы применяются, как правило, в сильноточных импульсных устройствах, в том числе работающих в нагруженных режимах с малыми скважностями. Хотя эта область электронной техники напрямую не связана с заявленной темой статьи, тем не менее краткий экскурс в нее оправдан, поскольку в развитии электронной индустрии виден процесс конвергенции, при котором высокочастотные устройства становятся сильноточными, а импульсная техника работает на все больших частотах.

В качестве диэлектрика в них чаще всего применяются поликарбонат, полиэстер и полипропилен, которые называют «большой тройкой» пленочных конденсаторов. Эти диэлектрики применяет большинство фирм — производителей пленочных конденсаторов. Хотя в последнее время на первое место выходит полифенилен сульфид (PPS), который активно замещает конденсаторы из поликарбоната [4]. Достаточно распространены на рынке и конденсаторы с диэлектриком из пропитанной бумаги.

Класс пленочных конденсаторов условно делится на два основных типа. Те конденсаторы, у которых металлические обкладки выполняются из фольги (например, тонкой фольги хрома), называются фольговыми. В англоязычной литературе принят термин all-film либо foiled. Встречается также термин film/foil. Ко второму типу относятся конденсаторы, чьи обкладки выполняются непосредственным напылением на пленку диэлектрика тонкой пленки металла. Это металлизированные конденсаторы, или metallized. В количественном соотношении металлизированные конденсаторы выпускаются в значительно больших объемах, чем фольговые. При этом фирмы-производители стараются разрабатывать и использовать проприетарные технологии изготовления для продвижения своей продукции. Так, перед напылением металлической пленки компания AVX проводит обработку диэлектрика коронным разрядом для лучшего сцепления полимера и металла. О причинах количественного неравенства между фольговыми и металлизированными конденсаторами будет сказано ниже.

В зависимости от типа полимера, который используется в качестве диэлектрика, пленочные конденсаторы можно разбить на три большие группы:

  • Поликарбонат. Этот материал имеет низкий температурный дрейф (ниже, чем у других материалов), малый коэффициент рассеяния и диэлектрической абсорбции. Конденсаторы на основе поликарбоната применяются в импульсных цепях и прецизионных аналоговых устройствах в тех случаях, когда требуется хорошая температурная стабильность и высокий температурный коэффициент. В отличие от других диэлектриков имеет низкую устойчивость к влажности, что весьма критично в некоторых областях применения. Конденсаторы из поликарбоната имеют высокое тепловое сопротивление (до +125 °C), но плохо подходят для поверхностного монтажа. Большинство производителей рекомендует использовать поликарбонатные пленочные конденсаторы в автомобильных приложениях. Наиболее известные производители конденсаторов этого типа — Kemet PN, Electronic Concepts Inc, American Capacitor Corporation, EFC Wesko.
  • Полиэстер. Этот материал, вероятно, самый популярный в пленочных конденсаторах, во всяком случае для монтажа на плату. Полиэстер — другое название класса аналогичных полимеров на основе полиэтилена терефталата. Европейское название — милар, PET, PETE или PETP. Высокий коэффициент рассеяния, особенно с ростом частоты, позволяет применять конденсаторы на основе полиэстера в цепях постоянного тока, в низкочастотных импульсных цепях с малым током или в источниках питания. Конденсаторы на основе полиэстера имеют высокий температурный дрейф, но их совместное подключение с конденсаторами на основе полипропилена позволяет выравнивать температурную кривую. Конденсаторы этого типа имеют номиналы 1 нФ – 10 мкФ и выше (речь идет в основном о конденсаторах до 1000 В). Высокое тепловое сопротивление позволяет применять их для поверхностного монтажа. Наиболее известные производители конденсаторов на основе полиэстера — EFC Wesko, Richey, Southern Electronics Inc.
  • Полипропилен. Конденсаторы на основе полипропилена (РР) являются самым распространенным типом пленочных конденсаторов. Они выпускаются в очень широком диапазоне размеров и рабочих напряжений и применяются во многих электрических цепях. РР имеет низкий коэффициент рассеяния во всем диапазоне рабочих температур и в широком диапазоне частот. Это позволяет применять данный тип конденсаторов в высокочастотных цепях и в цепях с высоким током нагрузки, например в импульсных источниках питания. Некоторые типы конденсаторов имеют рабочее напряжение выше 400 кВ переменного тока. Они предназначены для замены старых моделей электролитических и бумажно-масляных конденсаторов. Конденсаторы данного типа имеют номиналы емкостей 100 пФ – 10 мкФ. Малая утечка и низкий коэффициент диэлектрической абсорбции позволяют применять полипропиленовые конденсаторы в интегрирующих цепях и в цепях выборки и хранения. Влияние влажности незначительное. По температурному дрейфу они немногим превосходят конденсаторы на основе полиэстера, поэтому их эксплуатация ограничена температурой +105 °C и делает невозможным их применение для поверхностного монтажа. Наиболее известные производители конденсаторов на основе полипропилена — Susco, RTI Electronics, TSC Electronics, Suntan.

Интересно практическое количественное сравнение различных типов диэлектриков, данное в материалах фирмы Kemet [4] (табл. 1). Отметим, что в таблице сопротивление изоляции представлено в виде постоянной времени саморазряда конденсатора (секунды) после минутного заряда напряжением 100 или 500 В, в зависимости от типа испытуемого конденсатора.

Таблица 1. Сравнение типов диэлектриков (Kemet)

Материал

диэлектрика

Аббревиатура

Минимальная толщина, мкм

Диэлектрическая константа

(1 кГц, +23 °C)

Нормальная рабочая температура, °C (расширенная)

Температурный коэффициент, ppm/°C

Тангенс угла потерь
(1 кГц, +23 °C), %

Сопротивление изоляции, с

Диэлектрическая абсорбция, %

Полиэстер

PET

0,9

3,3

–55…+100 (+125)

+400 (±200)

0,5

25 000

0,5

Полиэтилен нафталат

PEN

1,4

3

–55…+125 (+150)

+200 (±150)

0,4

25 000

1,2

Поликарбонат

PC

2

2,8

–55…+125

0 (±100) нелинейно

0,15

25 000

0,06

Полифенилен сульфид

PPS

1,2

3

–55…+125 (+175)

0 (–50)…+100 °C

0,06

50 000

0,05

Полипропилен

PP

2,4

2,2

–55…+105 (+125)

–200 почти линейно

0,03

100 000

0,01

Пропитанная бумага

P

8

5,5

–40…+115

+1200 (±200)

0,8

15 000

 

Сильноточные и высоковольтные

Еще одно эксклюзивное свойство пленочных конденсаторов, не присущее другим видам, — так называемое управляемое самовосстановление после пробоя (self-healing). Оно определяется не только и не столько свойствами пленки, сколько уже в целом конструкцией конденсатора. Свойством самовосстановления обладают только металлизированные конденсаторы. Суть его заключается в том, что в случае пробоя диэлектрика (в силу разных причин) ток короткого замыкания локализуется в определенном месте диэлектрика, где возник дефект, уменьшивший сопротивление слоя изоляции. При этом плотность тока такова, что происходит испарение металлизированного слоя в локальной области на двух прилежащих обкладках конденсатора. Испарение металла изолирует проблемную область диэлектрика. Лавинного пробоя не происходит. Работоспособность восстанавливается. Этот процесс иллюстрирует рис. 4 из материалов фирмы Wima.

Рис. 4. Процесс управляемого самовосстановления (Wima)

Как следует из данных производителя, локальные дефекты сопротивления изоляции чаще всего возникают в местах сгиба металлизированной пленки при формировании объема конденсатора вследствие механических напряжений. На рис. 5 представлена микрофотография участка пробоя.

Рис. 5. Участок пробоя (Wima)

Надежная система самовосстановления создает своеобразный синергетический эффект, поскольку позволяет повысить энергетическую эффективность металлизированных конденсаторов за счет увеличения рабочей напряженности электрического поля.

Общепринятая практика рекомендует завершение эксплуатации конденсатора после изменения емкости более чем на 2% (из-за локальных пробоев). При этом понятно, что по достижении такой величины падения емкости конденсатор по-прежнему работоспособен и, следовательно, решение о продлении эксплуатации принимает техперсонал объекта. Такая возможность увеличивает выгоды применения пленочных конденсаторов.

Наличие эффекта самовосстановления в немалой степени способствовало использованию пленочных конденсаторов в сильно-
точной, высоковольтной и импульсной технике. С ним же связано и количественное преобладание на рынке металлизированных конденсаторов по сравнению с фольговыми.

Однако необходимо отметить, что фольговые конденсаторы имеют достаточно устойчивую нишу применения. Это связано с некоторыми параметрами данных конденсаторов, которые лучше, чем у металлизированных. Так, именно из-за применения фольги, значительно более толстой, чем напыляемая пленка, снижается переходное сопротивление в области соединения обкладок с внешним выводом. Благодаря этому фольговые конденсаторы часто предпочтительнее металлизированных в импульсных устройствах. Второй важный плюс фольговых конденсаторов — низкий ток утечки неметаллизированной пленки.

Опять же для сравнения отметим, что фольговые конденсаторы не имеют процесса восстановления после пробоя в том виде, как это только что описано для металлизированных конденсаторов. Это связано с тем, что толщина фольги в фольговом конденсаторе может до 1000 раз превышать толщину металлической пленки в металлизированном конденсаторе. При пробое фольгового конденсатора утилизирующейся в канал пробоя энергии недостаточно для испарения металла, именно из-за его толщины. Происходит сплавление двух обкладок конденсатора.

Тем не менее в фольговых конденсаторах также используются технологии самовосстановления. Примером тому может служить продукция немецкой фирмы Electronicon. Речь идет об их силовых высоковольтных косинусных конденсаторах [5]. Эти изделия выполнены по all-film-технологии и представляют собой набор однотипных спирально намотанных секций, помещенных в общий корпус и имеющих смешанное последовательно-параллельное соединение (рис. 6).

Рис. 6. Схема соединений высоковольтного конденсатора и принцип самовосстановления

Как видно на рис. 6, каждая из параллельно включенных секций защищена плавкой вставкой, представляющей собой медную проволоку диаметром 0,25–0,35 мм. В случае пробоя с последующим коротким замыканием предохранитель отключает неисправную секцию. Конденсатор сохраняет работоспособность с потерей емкости в пределах 1,5–5%. На рис. 6 представлен пример того, как изменится емкость конденсатора в случае перегорания предохранителей в двух секциях изделия. Красной стрелкой показано снижение емкости и реактивной мощности.

Системы внутренней защиты в изделиях компании Electronicon отслеживают состояние конденсатора на протяжении всего жизненного цикла. Известно, что в конце срока службы при большом количестве самовосстанавливающихся пробоев в металлизированных конденсаторах или в результате перегрузок по напряжению или температуре внутри корпуса конденсатора может возникнуть избыточное давление с возможностью катастрофического отказа. Защитой в таких случаях является предохранитель-прерыватель избыточного давления [6], используемый в сериях E62, E63, E65 (рис. 7).

Рис. 7. Предохранитель-прерыватель (Electronicon)

Корпус конденсатора оснащен элементом защиты от повышенного давления. В качестве такового может работать либо гибкая крышка корпуса, либо зигованный желоб на корпусе изделия. Один из выводов конденсатора выполняется внутри корпуса в виде струны с ослабленным участком. При повышении давления и появлении выпуклости на крышке либо растяжении зиговки происходит обрыв проводника в месте тарированного ослабления.

Как мы уже убедились, пленочным конденсаторам в высокой степени свойственны технологии внутренней защиты и поддержания работоспособности.

Вкратце отметим основные исполнения выводных пленочных конденсаторов. В современной практике конденсаторы средней мощности чаще всего изготавливаются по сухой технологии (газонаполненные), а высокой мощности делают маслонаполненными. Для многих приложений используется заполнение корпуса конденсатора полиуретановыми смолами (твердый наполнитель). В качестве жидкого наполнителя наиболее часто применяется рапсовое масло. Применение наполнителей (кроме газа) позволяет повысить пробивное напряжение конденсатора, увеличить работоспособность при низких температурах, улучшить экологические параметры производства, эксплуатации и утилизации конденсаторов.

Необходимо обратить внимание на тот факт, что все перечисленные достоинства пленочных конденсаторов стимулируют замену электролитических конденсаторов пленочными. Процесс этот идет достаточно давно и замедляется только тем, что оксидные конденсаторы пока еще часто выигрывают в ценовом отношении (табл. 2).

Таблица 2. Сравнение основных параметров пленочных и оксидных конденсаторов [7]

Пленочные конденсаторы

Электролитические конденсаторы

Допускается двукратная перегрузка

по напряжению

Максимальная перегрузка в 1,2 раза

Выдерживают броски

обратного напряжения

Нет

Выдерживают быстрый разряд

Нет

Обеспечивают эффективный ток

до ~1 Аrms/мкФ

Примерно в 40 раз меньше

Нет риска выбросов вредных веществ

Используется кислота

Высокая надежность

Средний срок службы меньше

в 10 раз, чем у пленочных

В конце срока службы

максимальное уменьшение емкости 5%.

Можно использовать

и после заявленного срока службы

Снижение емкости до 30%

Длительное хранение не влияет

на характеристики

После длительного хранения
необходимо их восстановление

 

Заключение

В завершение разговора об органических полимерных конденсаторах отметим, что полимерные и основанные на сходных технологиях конденсаторы имеют широчайшую область, точнее, даже области применения. Граница разделения тут в основном проходит по типу корпуса. Чипированные изделия применяются в индустрии ВЧ, в то время как основная область применения выводных конденсаторов — это сильноточная техника. Силовые приводы электротранспорта, генераторы энергии, мощные импульсные устройства, источники питания, промышленные индукционные установки и сварка, мощные лазеры и сильноточная техника военного применения.

Основными производителями полимерных конденсаторов являются AVX и его подразделение TPC (Thomson Passive Component), Spectrum Advanced Specialty Products, Pilkor Electronics Co., Elpac Components, Wima, Eurofarad, Vishay Intertechnology, Seacor, Kemet, Faratronic Co. Ltd., Ixis, Cornell Dubilier, Epcos, TDK, JARO Components Ink., Electronicon Kondensatoren Gmbh., Exxelia, Sprague-Goodman Electronics Inc., Electronic Concepts Inc., American Capacitor Corporation, EFC Wesko, Richey, Southern Electronics Inc., Susco, RTI Electronics, TSC Electronics, Suntan.

Статья опубликована в №6’2020 журнала «Компоненты и технологии»

Литература
  1. Stratigos J. Capabilities of Multi-Layer Organic Packaging // Microwave Jornal. 2007. September.
  2. Menendez E. Dielectric Absorption of Multilayer Organic (MLO) Capacitors. US, AVX. 2014.
  3. RF Passive Components Made Using Multi-Layer Organic Technology.
  4. kemet.com/Lists/ProductCatalog/Attachments/155/F9000_GenInfo_SMD.pdf
  5. Шишкин С., Юшков А. Новое поколение косинусных конденсаторов среднего напряжения компании Electronicon // Силовая электроника. 2007. № 2.
  6. electronicon.com/fileadmin/inhalte/pdfs/produkte/leistungselektronik/allgemein/PEC_application_notes.pdf
  7. Самойлова М. Пленочные конденсаторы AVX/TPC // Компоненты и технологии. 2007. № 5.

Особенности применения и критерии выбора конденсаторов и резисторов для работы в цепях ВЧ / СВЧ - Компоненты и технологии

Любой специалист, хотя бы немного знакомый со схемотехникой, знает, что проектирование схем, работающих в области высоких и сверхвысоких частот, сильно отличается от разработки обычных низкочастотных цепей. При работе на высоких частотах приходится учитывать гораздо больше параметров элементов схемы, чем при работе на низких частотах. В связи с этим подбор и применение таких, в общем(то несложных, электронных компонентов, как резистор и конденсатор, имеет свою специфику.

Конденсаторы в цепях ВЧ/СВЧ

Прежде чем рассматривать конкретные примеры использования конденсаторов в тех или иных приложениях, приведем некоторые характеристики конденсаторов, на которые следует обратить внимание при расчете ВЧ/СВЧ-цепей.

ESR (Equivalent Series Resistance) — эквивалентное последовательное сопротивление. Является суммой всех потерь в конденсаторе. Можно выделить две основные составляющие, формирующие ESR: потери в диэлектрике (Rsd) и потери в проводнике (Rsm). Иными словами, ESR = Rsd + Rsm.

Потери в диэлектрике (Rsd) определяются характеристиками материала диэлектрика. Каждый материал характеризуется тангенсом угла диэлектрических потерь, по значению равным коэффициенту рассеивания (DF — Dissipation Factor), который определяет долю энергии, приводящую к нагреву диэлектрика при нахождении последнего в переменном электромагнитном поле. Как правило, значения DF определяются на низких частотах (порядка 1 МГц), где вклад данного фактора в потери в конденсаторе является доминирующим.

Потери в проводнике (Rsm), в свою очередь, определяются не только проводящими свойствами металлических элементов конструкции конденсатора (омические потери), но и частотно-зависимыми потерями в этих элементах (пластинах, барьерных слоях, терминаторах и т. д.) за счет скин-эффекта. Указанные потери также приводят к нагреву элементов конденсатора. Следует отметить, что потери в проводнике начинают значительно влиять на потери в конденсаторе на частотах более 30 МГц (данное утверждение верно для большинства многослойных керамических конденсаторов).

Хорошо иллюстрирует вышесказанное таблица 1, в которой приведены значения Rsd, Rsm и ESR для конкретного конденсатора на различных частотах. В качестве примера взят конденсатор ATC (American Technical Ceramics) емкостью 22 пФ (тип ATC180R220).

Таблица 1. Значения потерь в диэлектрике (Rsd) и потерь в проводнике (Rsm) на различных частотах для конденсатора ATC180R220 емкостью 22 пФ

Как видно из таблицы, на низких частотах наибольший вклад в ESR вносят потери в диэлектрике. С возрастанием частоты их влияние на ESR уменьшается, но возрастают потери в проводнике (Rsm). Данная тенденция характерна и для любых других конденсаторов, с той лишь разницей, что соотношение между Rsd и Rsm будет иным.

Значение ESR тесно связано с такими параметрами конденсатора, как добротность Q, коэффициент рассеивания DF и емкостное сопротивление Xc. Это хорошо иллюстрирует график, приведенный на рис. 1, на котором показано фазовое соотношение между напряжением и током в конденсаторе, а также таблица 2, в которой приведены формулы, связывающие указанные выше параметры.

Фазовое соотношение между током и напряжением в конденсаторе (Рис. 1)

Рис. 1. Фазовое соотношение между током и напряжением в конденсаторе

Таблица 2.Взаимосвязь между эквивалентным последовательным сопротивлением (ESR), добротностью (Q), коэффициентом рассеивания (DF) и емкостным сопротивлением (Xc)

В идеальном конденсаторе ток (Ic) опережает напряжение (Vc) по фазе на 90° (рис. 1). В реальных условиях это не так. Как видно из того же рисунка, вектор, характеризующий реальный ток (Ia), отличается от идеального положения на угол потерь Ф, тангенс которого равен коэффициенту рассеивания DF. Также следует отметить, что соотношение между Ia и Vc пропорционально соотношению между Xc и ESR.

Остальные характеристики конденсаторов мы приведем чуть позже, по ходу рассмотрения конкретных примеров использования данных приборов в том или ином типе схем, а начнем свой обзор с конденсаторов связи (разделительных конденсаторов).

Конденсаторы связи (разделительные конденсаторы) предназначены для передачи ВЧ/СВЧ-сигнала из одной части схемы в другую. Попутно они блокируют постоянную составляющую сигнала, препятствуя нарушению режима работы схемы по постоянному току. Поскольку функционирование конденсатора в данном типе схем зависит от большого числа частотно-обусловленных параметров, выбор подходящего прибора не так прост, как кажется на первый взгляд. Необходимо заранее определить такие параметры конденсатора, как частоты последовательного и параллельного резонанса, импеданс, вносимые потери, а также эквивалентное последовательное сопротивление. В таблице 3 приведены практические примеры использования разделительных конденсаторов с указанием типа прибора, рабочей частоты схемы и некоторых других параметров.

Таблица 3. Практические примеры использования и параметры конденсаторов АТС в качестве конденсаторов связи трактов ВЧ/СВЧ, работающих на различных частотах

На рис. 2 изображены два каскада усиления (RF AMP.1 и RF AMP.2), работающие в 50-омном тракте и связанные конденсатором Co. Конденсатор связи Сo на данном рисунке представлен своим эквивалентным последовательным сопротивлением (ESR), обозначенным Rs, эквивалентной последовательной индуктивностью (ESL), обозначенной Ls, и паразитной параллельной емкостью, обозначенной Cp.

Конденсатор связи (разделительный конденсатор) в ВЧ-тракте (Рис. 2)

Рис. 2. Конденсатор связи (разделительный конденсатор) в ВЧ-тракте

Одним из важных параметров конденсатора в подобном типе цепей является частота последовательного резонанса Fsr, вычисляемая по формуле: Fsr = 1/(2π(LsCo)1/2). На данной частоте реактивная составляющая сопротивления равна нулю и импеданс (полное сопротивление) конденсатора равен ESR. Например, для конденсатора ATC100A101 емкостью 100 пФ частота последовательного резонанса Fsr составляет 1000 МГц, при этом ESR данного конденсатора будет 0,072 Ом (табл. 3). На данной частоте конденсатор обладает минимальным сопротивлением, что весьма важно для цепей связи.

По сравнению с низкими значениями импеданса конденсатора на частоте последовательного резонанса, на частоте параллельного резонанса Fpr, которая приблизительно вдвое выше частоты последовательного резонанса, значения импеданса могут быть существенно выше. Это обстоятельство должно обязательно учитываться, если частота параллельного резонанса конденсатора связи попадает в диапазон рабочих частот ВЧ-тракта. При работе ВЧ-тракта на частотах, ненамного превышающих частоту последовательного резонанса конденсатора связи, небольшим увеличением импеданса можно пренебречь, если это увеличение находится в допустимых пределах. Таким образом, для определения пригодности использования того или иного конденсатора необходимо знать зависимости его импеданса Z и вносимых им потерь (S21) от частоты. Рассмотрим эти зависимости подробнее.

Полное сопротивление (импеданс) конденсатора можно вычислить по формуле Z = ((ESR)2 + (XL–XC)2)1/2. Как видно из данной формулы, полное сопротивление в значительной степени зависит от его реактивной составляющей (XL–XC).

На рис. 3 показан график зависимости импеданса конденсатора ATC100A101 (100 пФ) от частоты. Как видно из графика, на частотах ниже частоты последовательного резонанса Fsr импеданс носит емкостной характер и зависит от соотношения 1/?C (гипербола в левой части графика). И, наоборот, на частотах выше Fsr преобладает индуктивное сопротивление, определяемое соотношением ?L (линейная зависимость в правой части графика).

Зависимость импеданса конденсатора ATC100A101 (100 пФ) от частоты (Рис. 3)

Рис. 3. Зависимость импеданса конденсатора ATC100A101 (100 пФ) от частоты

Еще одной важной зависимостью, на которую следует обратить внимание при подборе конденсатора связи, является зависимость вносимых им потерь (S21) от частоты. Анализируя данную зависимость, разработчик может четко определить, удовлетворяет конденсатор его требованиям или нет. При анализе потерь важно учитывать наличие одного (или нескольких) параллельных резонансов конденсатора, особенно если они оказываются в полосе рабочих частот разрабатываемого тракта. На графике вносимых потерь данные резонансы проявляются в виде характерных провалов вблизи соответствующих частот.

На рис. 4 показана зависимость вносимых потерь (S21) конденсатора ATC100A101 (100 пФ) от частоты. Измерение проводилось в диапазоне частот 50 МГц – 4 ГГц при расположении выводов конденсатора параллельно подложке. Как видно из рисунка, вносимые потери конденсатора не превышают 0,1 дБ на частотах 200 МГц – 1,5 ГГц. Однако при перпендикулярном расположении выводов первый параллельный резонанс конденсатора на частоте 1,6 ГГц может быть подавлен. Таким образом, данный конденсатор может эффективно использоваться на частотах вплоть до 2,4 ГГц, что важно для широкополосных трактов.

Зависимость вносимых потерь (S21) конденсатора ATC100A101 (100 пФ) от частоты (Рис. 4)

Рис. 4. Зависимость вносимых потерь (S21) конденсатора ATC100A101 (100 пФ) от частоты

Необходимо также упомянуть про такой параметр конденсатора, как добротность Q. Следует отметить, что добротность тесно связана с эквивалентным последовательным сопротивлением (ESR) и реактивной составляющей сопротивления конденсатора (|XC–XL|), а точнее, Q = |XC–XL|/ESR. Из данного соотношения видно, что добротность Q обратно пропорциональна ESR и прямо пропорциональна реактивной составляющей сопротивления конденсатора. Чем ниже ESR и выше реактивное сопротивление конденсатора, тем выше его добротность.

Далее перейдем к рассмотрению особенностей применения конденсаторов в цепях шунтирования.

Конденсаторы, использующиеся в цепях шунтирования, служат для отвода ВЧ/СВЧ-сигнала из определенной точки схемы на землю. Несомненно, конденсатор как шунтирующий элемент должен обладать минимальным импедансом (в идеале — нулевым), однако на практике данное условие невыполнимо, поскольку у реального конденсатора всегда присутствует реактивная составляющая сопротивления и паразитные элементы (паразитная индуктивность и емкость).

Так же, как и в случае с конденсаторами связи, при выборе шунтирующего конденсатора необходимо тщательно анализировать такие параметры, как частота последовательного резонанса, эквивалентное последовательное сопротивление и значение импеданса анализируемого прибора, особенно в окрестностях рабочей частоты схемы.

Рис. 5 показывает применение конденсатора в качестве шунтирующего элемента. Шунтирующий конденсатор Сo на данном рисунке представлен своим эквивалентным последовательным сопротивлением (ESR), обозначенным Rs, эквивалентной последовательной индуктивностью (ESL), обозначенной Ls, и паразитной параллельной емкостью, обозначенной Cp.

Применение конденсатора в качестве шунтирующего элемента (Рис. 5)

Рис. 5. Применение конденсатора в качестве шунтирующего элемента

Шунтирование имеет очень большое значение при разработке ВЧ/СВЧ схем. Поэтому к выбору и грамотному использованию элементов шунтирования нужно подходить со всей возможной тщательностью. Поясним это на примере. На рис. 6 представлена упрощенная схема широкополосного усилителя диапазона 1,9 ГГц с элементами предыскажения в цепи создания смещения для стока полевого транзистора. Элементы схемы, показанные на этом рисунке, призваны препятствовать попаданию высокочастотной составляющей сигнала в цепь питания (Vdd) и в то же время должны обеспечивать высокое значение импеданса в цепи стока транзистора (для обеспечения необходимого усиления в диапазоне рабочих частот). Кроме того, данные элементы препятствуют попаданию шумов и наводок от источника питания в цепь стока транзистора.

Применение шунтирующих конденсаторов в цепи смещения широкополосного усилителя на полевом транзисторе диапазона 1,9 ГГц (Рис. 6)

Рис. 6. Применение шунтирующих конденсаторов в цепи смещения широкополосного усилителя на полевом транзисторе диапазона 1,9 ГГц

В случае использования импульсного источника питания не отфильтрованные должным образом пульсации напряжения на его выходе могут привести к появлению шумов в тракте усилителя. Причем частоты некоторых составляющих данных шумов могут достигать нескольких сот мегагерц. Как правило, высокочастотный шум, вызываемый пульсациями напряжения импульсного источника питания, содержит компоненты с частотами, не превышающими 0,35/PE, где PE — время нарастания (или спада) импульса в секундах. Так, например, если длительность фронта импульса составляет 1,5 нс, то это порождает шумы с частотами паразитных составляющих вплоть до 233 МГц.

Вернемся к цепи шунтирования. Как видно из того же рисунка, данная цепь состоит из нескольких последовательно соединенных индуктивностей (имеющих импеданс ?L) и нескольких шунтирующих конденсаторов (обладающих импедансом 1/?C). Излишне напоминать, что выбор шунтирующих элементов данной цепи крайне важен, поскольку они должны обеспечивать минимальное сопротивление для ВЧ составляющей в широкой полосе частот. Как уже упоминалось выше, за счет наличия паразитной емкости и индуктивности каждый конденсатор обладает частотами последовательного и параллельного резонанса. Причем на частоте последовательного резонанса импеданс конденсатора минимален, тогда как на частоте параллельного резонанса он может достигать достаточно высоких значений. В связи с данной особенностью необходимо так подбирать шунтирующие элементы, чтобы их импеданс в полосе рабочих частот был минимальным. Если же СВЧ-тракт имеет достаточно широкую полосу, то вместо каждого из шунтирующих конденсаторов используют группу из нескольких конденсаторов различной емкости, подобранных таким образом, чтобы частоты их последовательных резонансов равномерно располагались в полосе рабочих частот тракта, и, следовательно, обеспечивали бы приемлемое значение импеданса в вышеуказанной полосе. (Так называемый Multiple capacitor approach — подход, предполагающий использование составных конденсаторов. Количество и параметры единичных элементов, формирующих подобный составной конденсатор, подбираются в зависимости от полосы рабочих частот и желаемого значения импеданса.)

Схемотехническое решение цепи шунтирования выглядит следующим образом: индуктивности L1 и L2 включены последовательно в цепь стока полевого транзистора (см. рис. 6). В сочетании с шунтирующими конденсаторами С1 — С4 они препятствуют появлению ВЧ составляющей в цепи питания. Элементы L1C1 подавляют ВЧ напряжение рабочего диапазона усилителя (1,9 ГГц) — L1 является сопротивлением для ВЧ составляющей, а С1 отводит прошедшее L1 ВЧ напряжение на землю. Элементы L2, C2, C3 и С4 подавляют ВЧ напряжение с частотами, которые меньше рабочей частоты усилителя.

Данная мера необходима, поскольку усиление каскада на этих частотах гораздо выше, чем на рабочей частоте. Конденсатор С1 подобран таким образом, чтобы частота его последовательного резонанса была близка к 1,9 ГГц. Конденсаторы С2, С3,С4 подобраны так, чтобы их импеданс и индуктивная реактивность были минимальны на каждом частотном интервале в диапазоне частот, которые меньше рабочей частоты усилителя.

Рассказывая о применении конденсаторов в различных типах цепей, нельзя не упомянуть об использовании высокодобротных конденсаторов в цепях согласования.

Добротность Q является одним из наиболее важных параметров конденсатора при использовании последнего в цепях согласования трактов ВЧ/СВЧ. Поскольку мощность, рассеиваемая конденсатором, обратно пропорциональна его добротности Q и прямо пропорциональна его эквивалентному последовательному сопротивлению (ESR), то выбор конденсаторов с большим значением добротности позволяет значительно снизить рассеиваемую ими мощность. Поясним это на примере. Входная цепь согласования является неотъемлемой частью любого ВЧ/СВЧ-усилителя. Ее задачей является согласование относительно низкого импеданса активного элемента с импедансом входного тракта. Входной импеданс активного элемента обычно колеблется от 0,5 до 2 Ом, тогда как импеданс входного тракта составляет 50 Ом (одно из стандартных значений). Предположим, что входной импеданс транзистора усилителя составляет 1 Ом. Это потребует трансформации импеданса 50:1. Следовательно, мы должны пересчитать напряжение в ток, так как цепь согласования трансформирует импеданс с 50 до 1 Ом. Это приведет к тому, что циркулирующий ток I3 будет более чем в семь раз больше входного тока IIN (рис. 7).

Применение конденсаторов в цепи согласования импеданса транзисторного усилителя (Рис. 7)

Рис. 7. Применение конденсаторов в цепи согласования импеданса транзисторного усилителя

В случае, если конденсатор С3 обладает большими потерями, он может нагреться настолько, что просто отпаяется от печатной платы. Поскольку С3 физически расположен весьма близко к активному элементу (транзистору), то выделяемое данным конденсатором тепло частично передается транзистору, что также не способствует увеличению надежности работы схемы в целом. Тем не менее для обеспечения хороших параметров СВЧ схемы конденсаторы согласования стараются разместить как можно ближе к активному элементу, что подразумевает тщательный их подбор. Например, мы имеем усилитель мощности, работающий на частоте 150 МГц с выходной мощностью 400 Вт и согласованный на нагрузку 50 Ом. При этом выходной ток данного усилителя составит: I = (P/Z)1/2, то есть I = (400/50)1/2, откуда I = 2,83 А (среднеквадратическое значение). Предположим, что выходной согласующий конденсатор имеет ESR, равный 0,0022 Ом. Тогда рассеиваемая им мощность составит I2·ESR, то есть 2,832·0,022, или 176 мВт. Данный пример наглядно демонстрирует зависимость рассеиваемой мощности от ESR, делая высокодобротные конденсаторы с низким эквивалентным последовательным сопротивлением практически незаменимыми в цепях подобного типа. Это хорошо видно из таблицы 4, в которой приведены значения рассеиваемой мощности и ESR для двух различных типов конденсаторов.

Таблица 4. Зависимость рассеиваемой мощности от ESR для различных конденсаторов на частотах, связанных октавным соотношением

Применение высокодобротных конденсаторов с низкими потерями оправдано и вмалосигнальных усилителях, например, в малошумящих усилителях систем приема спутникового телевидения. Низкодобротные конденсаторы с большими потерями значительно увеличивают тепловой шум усилителя, тем самым существенно ухудшая его характеристики в целом (за счет уменьшения соотношения «сигнал — шум»).

Говоря о применении конденсаторов с высокой добротностью, нельзя не затронуть тему увеличения надежности работы схемы в связи с использованием подобных приборов. Как было показано автором ранее [1], использование подобных компонентов позволяет добиться облегчения теплового режима работы устройства, что положительным образом сказывается на его надежности.

Резисторы в цепях ВЧ/СВЧ

В последнее время требования, предъявляемые к резисторам в цепях ВЧ/СВЧ, существенно ужесточились. Увеличение мощности и рабочих частот трактов, а также уменьшение размеров компонентов налагают свои ограничения на конструкцию и технологию изготовления подобных приборов.

Как правило, в современных СВЧ-цепях используются чип-резисторы и терминаторы, выполненные в основном по толсто- или тонкопленочной технологии. Конструкция типового чип-резистора приведена на рис. 8.

Рис. 8. Конструкция типового чип-резистора (Рис. 8)

Рис. 8. Конструкция типового чип-резистора

Как видно из рисунка, резистор состоит из резистивной пленки (Resistive film), помещенной между двумя контактными площадками (Conductive contact), сформированными на верхней грани подложки. Нижняя грань подложки (Groundplane) полностью покрыта проводящим слоем. В качестве материала подложки обычно используется нитрид алюминия (AlN), поскольку данный материал обладает хорошей теплопроводностью, низким коэффициентом теплового расширения (близким к коэффициенту расширения резистивной пленки) и неплохими диэлектрическими параметрами (диэлектрической постоянной и тангенсом угла потерь). Ранее в качестве материала подложки использовался оксид бериллия (BeO), но в последнее время от него стали отказываться в силу его токсичности.

Резистивная пленка может быть выполнена как по толсто-, так и по тонкопленочной технологии. В случае применения толстопленочной технологии проводящая или резистивная паста наносится на подложку через трафарет и затем спекается по заданному временно-температурному циклу. Толщина пленки, получаемой данным методом, составляет порядка 0,5–1 мил (mil — одна тысячная дюйма). В качестве материала проводников используется серебро (Ag) или его сочетания с платиной (Pt) или палладием (Pd). Резистивная паста изготавливается на основе диоксида рутения. Различные номиналы сопротивления достигаются за счет изменения пропорций компонентов резистивной пасты (резистивного вещества, стеклянного припоя и органического связующего вещества), а также за счет изменения параметров процесса спекания. Окончательное значение номинала резистора достигается путем лазерной подгонки.

Тонкие резистивные пленки в основном наносятся путем распыления или вакуумного испарения. В последнем случае материал, который необходимо нанести, нагревают в герметичной камере до тех пор, пока давление его насыщенных паров не достигнет 10–2 торр, и атомы вещества не начнут испаряться на расположенную в камере подложку. В случае распыления подложка и мишень, изготовленная из материала, который следует нанести, помещаются в герметичную камеру, которую заполняют инертным газом при низком давлении. К подложке прикладывается большой положительный потенциал, а к мишени — отрицательный. Высокий отрицательный потенциал мишени вызывает ее бомбардировку положительно заряженными ионами газа, выбивающими из мишени атомы (или фрагменты молекул) вещества, которые затем попадают на подложку. Толщина пленки, полученной таким образом, составляет порядка сотых — тысячных долей ангстрема. Большие значения толщины достигаются путем наращивания пленки (отдельный процесс). Проводники в данном типе резисторов выполняются из меди, покрытой серебром. Резистивным материалом служит нитрид тантала (Ta2N). Желаемое значение сопротивления достигается за счет изменения толщины и способа нанесения пленки. Одним из важных свойств нитрида тантала является возможность образования пленки его оксида на поверхности резистивного слоя для защиты последнего от внешних воздействий. Так же, как и в случае с толстопленочными резисторами, окончательное значение номинала резистора достигается путем лазерной подгонки.

Конструкция чип-терминаторов незначительно отличается от конструкции резисторов. Как видно на рис. 9, чип-терминатор отличается от резистора в основном наличием дополнительного согласующего элемента (Impedance matching structure), который призван согласовать импеданс резистивного элемента со стандартным значением (обычно 50 Ом). Еще одно отличие заключается в том, что один из концов терминатора соединен проводящим слоем (Wraparound) с нижней гранью подложки (Groundplane).

Конструкция типового чип-терминатора (Рис. 9)

Рис. 9. Конструкция типового чип-терминатора

Помимо указанных выше, существует достаточно много других конструкций резисторов и терминаторов: например, выпускаются приборы, выполненные в керамическом корпусе со специальным металлическим фланцем, облегчающим их крепление и обеспечивающим теплоотвод.

Существует несколько тесно взаимосвязанных между собой параметров резисторов, которые необходимо учитывать в цепях ВЧ/СВЧ. Данными параметрами являются:

  1. Изменение сопротивления резистора в зависимости от времени (долгосрочное).
  2. Максимальная температура резистивной пленки.
  3. Изменение сопротивления от температуры (краткосрочное).
  4. Изменение сопротивления в зависимости от приложенного напряжения (краткосрочное).
  5. Изменение КСВН в зависимости от частоты (терминаторы) или изменение емкости в зависимости от частоты (резисторы).

Свойство (1) обычно называется старением (или стабильностью сопротивления) и характеризует изменение сопротивления резистора в процессе работы за достаточно продолжительный отрезок времени (сотни или тысячи часов). Данное свойство зависит от температуры резистивной пленки и приложенного к резистору напряжения. В свою очередь, температура резистивной пленки определяется множеством параметров. Среди последних можно выделить теплопроводящие свойства поверхности, на которую устанавливается сопротивление. Свойство (2) во многом определяет режимы работы и поведение приборов, находящихся в непосредственной близости от резистора. Свойства (3) и (4) отражают краткосрочное изменение параметров (в течение нескольких минут) и называются, соответственно, температурным коэффициентом сопротивления (TCR — Temperature Coefficient of Resistance) и коэффициентом сопротивления, зависящим от напряжения (VCR — Voltage Coefficient of Resistance). Свойство (5) является основополагающим при анализе возможности применения резистора в том или ином типе СВЧ-цепей.

При использовании резистора необходимо учитывать сразу все пять параметров. На практике проблемы возникают обычно с параметрами (1), (2) и (5): конечные пользователи порой затрудняются точно определить условия измерения тех или иных параметров. Также поступают и производители, специфицируя тот или иной прибор.

Например, значение мощности, которую может рассеивать тот или иной резистор, указывается при размещении последнего «на идеальном теплоотводе» или «на бесконечно большом теплоотводе» без указания, каким образом пользователь может пересчитать эти значения при использовании конкретного теплоотвода в реальных условиях. Также порой забывают, что температура резистивной пленки несколько отличается от температуры в месте, где резистор соприкасается с подложкой. При этом никто не указывает, в каком конкретно месте температура должна быть измерена, не говоря уже о том, что резисторы в керамических корпусах вообще не позволяют произвести измерение температуры резистивного слоя.

Еще одной ошибкой является использование различных методик по определению изменения сопротивления резисторов из-за старения последних. Иногда производители указывают данные, полученные при тестировании постоянным током. Конечные же пользователи могут использовать ВЧ напряжение и, естественно, их результат будет несколько отличаться от полученного производителями. Та же картина наблюдается и при измерении КСВН: как правило, все заказчики указывают КСВН, но редко указывают, каким образом резистивный элемент соединяется с их платой, каковы толщина подложки их платы, конфигурация используемых микрополосковых линий, диэлектрическая проницаемость материала подложки и т. д. Так же ведут себя и производители, часто не указывая, в каких условиях был измерен КСВН.

Чтобы избежать подобных ошибок, необходимо придерживаться некоторой последовательности при подборе того или иного резистора:

  • Необходимо выбрать, по какой технологии будет изготавливаться тот или иной резистор: по толстопленочной или тонкопленочной.
  • Необходимо определиться с допустимым изменением номинала резистора из-за процесса старения (в рабочем диапазоне температур и при прикладывании рабочего напряжения).
  • Необходимо выяснить, какой из факторов (температура или напряжение) будет оказывать доминирующие влияние на процесс старения. Следует отметить, что указанные факторы могут взаимодействовать между собой. Так, например, старение резистора в зависимости от рабочего напряжения может вдобавок иметь температурную зависимость.
  • Если температура резистивного слоя не должна превышать определенного значения при заданном значении рассеиваемой мощности и известных параметрах материала подложки, то следует определить минимальную площадь резистивного слоя. (Для резисторов необходимо определить еще и емкость данного слоя по отношению к подложке.)
  • Необходимо определить размеры резистивного слоя и параметры структуры согласования импеданса для обеспечения требуемого коэффициента отражения.
  • Провести корректировку параметров резистора с учетом практических требований и ограничений технологического характера (габаритов корпуса, площади контактных площадок и т. д.).

Безусловно, большинство из приведенных выше рекомендаций не нужны, если вы выбираете стандартный продукт. Однако в СВЧ-цепях часто требуются нестандартные элементы, и в этом случае данные рекомендации позволят сэкономить вам много времени и сил.

Рассмотрим некоторые из параметров резисторов более подробно.

В качестве наглядной демонстрации эффекта старения резистора приведены графики, представленные на рис. 10, 11 и 12. На рис. 10 приведено изменение сопротивления (в процентах от номинала) четырех групп резисторов (отличающихся толщиной резистивного слоя), произошедшее в течение 1000 часов.

Рис. 10. Изменение сопротивления резистора (в % от времени). Данные нормированы для резистивного слоя с удельным сопротивлением 50 Ом/квадрат (Рис. 10)

Рис. 10. Изменение сопротивления резистора (в % от времени). Данные нормированы для резистивного слоя с удельным сопротивлением 50 Ом/квадрат

Изменение сопротивления резистора (в % от времени) при приложении к последнему переменного напряжения (Рис. 11)

Рис. 11. Изменение сопротивления резистора (в % от времени) при приложении к последнему переменного напряжения

Изменение сопротивления резистора (в % от времени) при приложении к последнему постоянного напряжения (Рис. 12)

Рис. 12. Изменение сопротивления резистора (в % от времени) при приложении к последнему постоянного напряжения

Испытываемые резисторы были помещены в термошкаф и находились там при температуре 150 и 200 °С (рис. 10). К резисторам не прикладывалось никакого напряжения. Следует отметить, что изменение сопротивления резистора в условиях повышенной температуры в основном обусловлено оксидированием поверхности резистивной пленки. Более тонкие пленки (с большим поверхностным сопротивлением) изменяют свое сопротивление быстрее, чем толстые, за счет того, что слой оксида составляет значительную часть толщины пленки в целом.

Для сравнения на рис. 11 и 12 показано изменение сопротивления резисторов при воздействии на последние переменным и постоянным напряжением. Как видно из графиков на этих рисунках, при приложении переменного напряжения старение резисторов приводит к увеличению их сопротивления (как и в случае только температурного воздействия), однако при воздействии постоянного напряжения мы имеем обратный эффект — в начале цикла старения сопротивление резистора уменьшается за счет объединения отдельных резистивных частиц в группы с низким сопротивлением. Обычно данный эффект проявляется в толстых пленках, однако в некоторых случаях он может возникнуть и при использовании тонкопленочной технологии.

Что касается рассеиваемой резистором мощности и определения максимальной температуры резистивного слоя, то в данном вопросе необходимо сначала дать некоторые разъяснения. На рис. 13 изображен тепловой поток, возникающий в установленном на плате чипрезисторе. Как видно из рисунка, тепловой поток (Heat flow) неравномерен в различных областях керамического корпуса резистора (Ceramic chip) и платы (Carrier), что приводит к тому, что температура в разных частях резистора будет различной.

Тепловой поток в установленном на плате чип-резисторе (Рис. 13)

Рис. 13. Тепловой поток в установленном на плате чип-резисторе

В подтверждение этого на рис. 14 приведена компьютерная модель распределения температуры в чип-резисторе. На графике, показанном на этом рисунке, приведено изменение температуры, рассчитанное для поверхности пленки (top of film surf) и вдоль основания резистора (along carrier). В связи с этим можно выделить несколько точек на самом резисторе и вблизи него, которые используются для измерения температуры в процессе определения некоторых параметров сопротивления (рассеиваемой мощности, температуры резистивного слоя и т. д.). Данными точками являются (рис. 15): геометрический центр резистивной пленки (Т0), температура на краю (вблизи угла) резистивной пленки (Т1), температура установочной поверхности непосредственно под геометрическим центром резистивной пленки (Т3) и температура установочной поверхности на расстоянии 30 мил от края чипа (Т2).

Компьютерная модель распределения температуры в чип$резисторе (Рис. 14)

Рис. 14. Компьютерная модель распределения температуры в чип-резисторе

Температура в различных точках чип$резистора и вблизи него (Рис. 15)

Рис. 15. Температура в различных точках чип$резистора и вблизи него

Основываясь на вышесказанном, можно сделать следующие качественные наблюдения:

  • Старение резистора в зависимости от температуры зависит в основном от осредненной по площади температуры резистивной пленки. Пиковой температурой пленки можно пренебречь, если она не настолько велика, чтобы привести к катастрофическим последствиям.
  • Т0 обычно является точкой с наибольшей температурой для резистивной пленки, симметрично расположенной на основании. Однако это утверждение справедливо лишь для резисторов. Для терминаторов положение точки с наибольшей температурой вполне может оказаться в неблагоприятном месте, например в месте, где пленка подверглась лазерной подгонке, или в месте, где толщина подложки невелика. Положение данной точки можно получить экспериментально.
  • Инструмент с невысокой разрешающей способностью, например тепловая камера с размером сканируемой области порядка 30 мил, не сможет правильно измерить Т0 или другую область локального увеличения температуры, особенно на пленках большой площади, поскольку они характеризуются быстрым изменением температуры между соседними областями поверхности.

Одним из возможных способов указания некоторых параметров резистора является измерение Т3 и затем по компьютерной модели вычисление Т2 (используя некоторые допущения). Есть еще один способ: резистор разрезают на две половинки вдоль продольной оси (на рис. 15 плоскость разреза будет перпендикулярна к плоскости рисунка и пройдет по пунктирной линии). За счет симметрии поперечных тепловых потоков становится возможным непосредственно измерить Т2 и Т3 для некоторых резисторов при определенных значениях мощности. Результаты подобных измерений приведены в таблице 5. Все резисторы, подвергшиеся измерениям, имели высоту 40 мил и устанавливались на медное основание с покрытием из серебра.

Таблица 5. Разница температуры между двумя точками поверхности, на которую устанавливается чип-резистор (рис. 15)

Однако указанные методы хороши лишь для лабораторных условий и неприемлемы в условиях серийного производства. Таким образом, для внесения ясности в спецификации резистора четко оговариваются условия проведения тех или иных измерений. В первую очередь определяются размеры и материал теплопроводящего основания, на которое устанавливается испытываемый компонент. Затем определяется, в каком месте происходит измерение Т2, и, наконец, оговаривается, каким именно инструментом производилось то или иное измерение. Оговорив таким образом условия, мы можем четко определить максимально допустимую мощность нашего резистора. Например, это может выглядеть следующим образом: при приложении к резистору максимально допустимой мощности и обеспечении в точке Т2 заданной температуры окружающей среды будут соблюдаться два условия:

  1. Максимальная температура резистивного слоя не превысит заранее оговоренное значение.
  2. Изменение сопротивления резистивного слоя не превысит заранее заданного значения в процессе и после проведения 1000 часов тестирования по заданной методике (например, MIL-PRF-55342).

Рассказывая о характеристиках резисторов и методах их определения, нельзя не упомянуть о некоторых особенностях конструирования этих приборов. Все используемые чип-резисторы имеют стандартные размеры: например 0,2×0,1 дюйма или 0,25×0,25 дюйма. То же относится и к их высоте: в основном используются следующие значения — 25, 40, и 60 мил. Внутренняя структура резисторов также проектируется в соответствии с определенными закономерностями. Так, например, длина области перекрытия резистивного и контактного слоев должна быть приблизительно равна ширине резистивного слоя. Есть, правда, одна особенность: независимо от того, по какой технологии выполнен резистор (толсто пленочной или тонкопленочной), всегда существует разброс сопротивления готового резистора (до подстройки). Для тонкопленочной технологии подобный разброс составляет 15%, что приводит к тому, что при заданном сопротивлении в 100 Ом реально резистор может иметь сопротивление от 85 до 100 Ом (до подстройки). Для обеспечения необходимого номинала резистора при разработке его топологии обычно задаются допуском в 20%. В любом случае, для обеспечения высокой точности номинала резистора используется его подстройка. Обычно для маломощных резисторов она заключается в перерезании металлических проводников, расположенных перпендикулярно длинной стороне резистивного слоя, однако подобный метод может привести к локальному перегреву некоторых частей подстроечных проводников из-за увеличения в них тока, протекающего через резистор. В связи с этим часто используется метод уменьшения ширины резистивного слоя. Таким образом, любой разрабатываемый резистор должен обладать шириной резистивного слоя, попадающей в 20%-ный интервал допуска, чтобы при последующем уменьшении ширины резистивного слоя (при подстройке резистора) можно было бы гарантированно достичь требуемого значения сопротивления.

Свои особенности имеют и конструкции терминаторов. В отличие от резисторов терминатор не только должен удовлетворять требованиям, предъявляемым к резистору (то есть обеспечивать заданную рассеиваемую мощность при определенной температуре резистивного слоя), но и обеспечивать требуемое значение импеданса. Так же, как и у резисторов, при проектировании топологии терминаторов задается допуск в 20% на ширину резистивного слоя. Помимо этого диэлектрическая постоянная подложки терминатора (нитрид алюминия) может меняться в диапазоне от 8,7 до 9,3, что вместе с допусками на линейные размеры элементов конструкции и корпуса терминатора приводит к уменьшению выхода годных изделий для заданного КСВН. К тому же если терминатор должен работать на частотах от нуля до нескольких гигагерц, он, как правило, проектируется таким образом, чтобы обеспечить приемлемое согласование во всей полосе частот, и, как следствие этого, измерение сопротивления постоянному току терминатора с номиналом, например, 50 Ом, не всегда покажет точное соответствие этому значению.

Топология 60-ваттного терминатора приведена на рис. 16. Результат термосканирования этого же терминатора при приложении к нему номинальной мощности — на рис. 17. При проведении термосканирования температура поверхности, на которой был установлен аттенюатор, составила 100 °С. Данная температура была измерена в соответствии с методикой, приведенной выше (на расстоянии 30 мил от края аттенюатора).

Топология 60-ваттного терминатора (Рис. 16)

Рис. 16. Топология 60-ваттного терминатора

Результат термосканирования 60-ваттного терминатора (Рис. 17)

Рис. 17. Результат термосканирования 60-ваттного терминатора

Суммируя все сказанное выше, можно отметить, что правильное применение резисторов и аттенюаторов в ВЧ/СВЧ-цепях во многом зависит от понимания разработчиком особенностей функционирования этих элементов, а зачастую — и от знания им нюансов их конструкции.

Литература

  1. Дидилев С. Пассивные ВЧ/СВЧ-компоненты American Technical Ceramics // Компоненты и технологии. 2003. № 6.
  2. Richard Fiore (Ричард Фиоре). Capacitors in Coupling and DC Blocking Applications // Circuit Designer’s Notebooks. ATC # 001-927; Rev E. 1/05
  3. Richard Fiore (Ричард Фиоре). Capacitors in Bypass Applications // Circuit Designer’s Notebooks. ATC # 001-927; Rev E. 1/05
  4. Richard Fiore (Ричард Фиоре). High Q Capacitors in Matching Applications // Circuit Designer’s Notebooks. ATC # 001-927; Rev E. 1/05
  5. Richard Fiore (Ричард Фиоре). ESR Losses in Ceramic Capacitors // ATC #001-923; Rev C, 5/04
  6. ATС High Power Resistive Products // ATC #001-944; Rev C, 8/04.

Эффективное использование наборов конденсаторов на диэлектрических стержнях для настройки СВЧ устройств - Компоненты и технологии

Несмотря на наличие современных средств автоматизированного проектирования электронных устройств (САПР), ручная настройка ВЧ/СВЧ-цепей все еще широко применяется на практике, особенно при оптимизации параметров усилителей мощности.

В данной статье рассматриваются различные аспекты применения широко распространенных многослойных керамических конденсаторов, в частности, особенности применения конденсаторов с большими размерами контактных областей (обладающих значительной собственной индуктивностью). Также в статье приводятся методы определения резонансных эффектов в рабочем диапазоне частот и способы устранения подобных нежелательных эффектов за счет применения более миниатюрных и дешевых конденсаторов с низкими потерями. Теоретические обоснования проиллюстрированы практическими примерами.

Введение

Конструкторы и производители современных ВЧ/СВЧ-усилителей мощности все чаще сталкиваются с ужесточающимися требованиями к линейности усилителей при сохранении высокой эффективности работы последних. В свете этого, использование самых современных технологий по обеспечению высокой линейности в сочетании с качественно проработанной архитектурой усилителя является необходимым условием для создания конкурентоспособного продукта [1–4]. В сложных усилителях мощности выбор используемых пассивных компонентов с низкими потерями так же важен, как и выбор активных приборов. Любые потери в пассивных компонентах требуют добавления дополнительных каскадов усиления, увеличения мощности активных компонентов и, следовательно, приводят к удорожанию усилителя в целом. Поэтому разработчики все чаще используют в своих решениях многослойные керамические конденсаторы с низкими потерями, причем не только в слабосигнальных, но и в выходных цепях. Конденсаторы типоразмера 0603 являются одним из наиболее оптимальных решений по соотношению эффективного последовательного сопротивления (Effective Series Resistance — ESR) и цены [5–6]. Почти все современные схемотехнические решения усилителей используют преимущественно малогабаритные пассивные компоненты для снижения потерь различного типа, уменьшения габаритов и снижения цены. В связи с этим, конденсаторы больших размеров (110×110 миллидюймов) становятся все менее популярными среди разработчиков. Тем не менее, подобные конденсаторы могут с успехом использоваться в лабораторных условиях в процессе настройки устройства.

Настройка согласующих цепей

Несмотря на доступность мощных средств автоматизированного проектирования (например, таких как ADS), их применение не дает 100%-ной гарантии достижения необходимых параметров на практике (в тестовых образцах). Подобная ситуация возникает из-за многих факторов: например, из-за неточности моделирования элементов в среде САПР, паразитных связей между элементами и т. д. Не всегда бывают доступны все модели для требуемых компонентов. Зная все это, опытные разработчики почти всегда используют эмпирические методы, на практике подбирая параметры различных элементов схемы для оптимизации ее характеристик. Особенно часто подобная методика используется на этапе утверждения окончательной топологии схемы устройства.

Эмпирический подбор параметров различных элементов применяют достаточно давно, однако он может оказаться особенно полезным в случае, когда можно учесть паразитные эффекты, вносимые настроечными элементами (при настройке в лабораторных условиях). На практике разработчики пользуются двумя методами тестирования: первый заключается в расположении в определенных местах платы последовательных или параллельных настроечных элементов при поданном на усилитель напряжении и ВЧ-сигнале; второй отличается от первого только тем, что во время установки настроечных элементов отключается напряжение питания и (или) ВЧ-сигнал.

Тестируемая схема и ее настройка

Рассмотрим процесс оптимизации параметров существующего усилителя при использовании его в более высоком диапазоне частот. На рис. 1 приведена схема усилителя, построенного на основе СВЧ ИМС. На этом рисунке также приведены согласующие цепи усилителя, представленные в виде сосредоточенных и распределенных элементов. Ниже описывается пошаговый процесс оптимизации усилителя.

Текущие параметры усилителя

Текущие параметры усилителя, схема которого показана на рис. 1, приведены на рис. 2–4. Данные параметры (S21, S11 и S22) были получены при работе усилителя на частоте 1900 МГц и напряжении питания 5 В.

Параметры усилителя при работе на повышенной частоте (без оптимизации)

Затем мы изменили рабочую частоту усилителя с 1900 на 2100 МГц, не изменяя при этом его компоненты. Полученные при этом данные приведены на рис. 5–7.

Как хорошо видно на рисунках, усиление упало на 1,6 дБ, что очевидно, поскольку на новой частоте схема усилителя неоптимизирована. Наша задача заключается в оптимизации схемы таким образом, чтобы на частоте 2100 МГц получить параметры как минимум не хуже, чем полученные на частоте 1900 МГц.

Замена разделительных конденсаторов

Следующим шагом в процессе оптимизации является замена всех разделительных конденсаторов: при работе на частоте 2100 МГц были установлены конденсаторы емкостью 6,8 пФ, что отрицательно сказалось на усилении нашего усилителя (оно уменьшилось), впрочем, весьма незначительно. В принципе, разработчики могут оставить старые конденсаторы емкостью 10 пФ. Параметры усилителя после замены всех разделительных конденсаторов на конденсаторы емкостью 6,8 пФ приведены на рис. 8–10.

Использование наборов конденсаторов серии 100B на диэлектрических стержнях для оптимизации параметров

Данный шаг оптимизации заслуживает пристального внимания: мы постараемся достичь нужного усиления, используя имеющийся у нас в наличии набор конденсаторов серии 100В (производства ATC — American Technical Ceramics) на диэлектрических стержнях. Мы будем подбирать согласующую LC-цепочку на входе усилителя (рис. 1). Для обеспечения точности дальнейших измерений после нахождения оптимальной емкости выводы настроечного конденсатора припаиваются к плате. Исходя из проведенных исследований, оптимальная емкость конденсатора составляет 5,6 пФ. Полученные при этом значения S21 приведены на рис. 11.

Замена конденсатора из набора на конденсатор той же емкости серии 600S

На данном этапе, по причинам, рассмотренным ранее, заменяем подобранный нами конденсатор серии 100B на конденсатор серии 600S (меньших размеров, с малыми потерями). Однако после этого обнаружилось значительное изменение значений S21. Данные изменения, в основном, обусловлены двумя причинами: первая заключается в том, что частота последовательного резонанса конденсатора серии 100B (больших размеров) значительно отличается от частоты последовательного резонанса конденсатора серии 600S (рис. 12, 13). При использовании нового конденсатора появилось затухание, а также ухудшились значения обратных потерь на входе и выходе (рис. 14). Вторая причина состоит в том, что не была учтена индуктивность выводов конденсатора серии 100B из набора.

Сравнивая графики частот последовательного резонанса для двух конденсаторов, мы обнаружили, что конденсатор серии 100В емкостью 5,6 пФ имеет частоту последовательного резонанса 2,7 ГГц, тогда как конденсатор той же емкости серии 600S имеет частоту последовательного резонанса 5,5 ГГц. На графиках видно, что конденсатор серии 600S, имеющий нужную нам частоту последовательного резонанса 2,7 ГГц, должен обладать емкостью приблизительно 30 пФ.

Сопоставление конденсаторов серии 100B и серии 600S

На предыдущем шаге были устранены негативные эффекты, связанные с различными частотами последовательного резонанса заменяемых конденсаторов, путем подбора конденсатора с равной частотой последовательного резонанса. Из справочной литературы по конденсаторам ATC [7–8] было определено, что конденсатор серии 100B емкостью 5,6 пФ можно заменить конденсатором емкостью 30 пФ серии 600S. Полученные после подобной замены результаты (рис. 15) показали, что усиление возросло, хотя и недостаточно для успешного решения поставленной перед нами задачи, поскольку не была учтена вторая причина — индуктивность выводов конденсатора из набора.

Учет индуктивности выводов конденсаторов

Далее необходимо учесть индуктивность выводов конденсатора (на диэлектрическом стержне), который мы использовали при первичной настройке. Поскольку длина его выводов составляет порядка 10 мм на обеих сторонах, было установлено, что их суммарная индуктивность составляет порядка 7 нГн [9–11]. Было взято ближайшее стандартное значение в 6,8 нГн. После того как соответствующая индуктивность была установлена, вновь было произведено измерение S-параметров (рис. 16–18), которое показало значительное увеличение усиления. Таким образом, желаемые параметры были, наконец, достигнуты. При этом конденсатор, использовавшийся при первичной настройке, был заменен цепочкой из конденсатора меньшего типоразмера (0603) и индуктивностью (типоразмера 0805). Окончательная топология усилителя приведена на рис. 19.

Заключение

В рамках статьи была описана методика оптимизации параметров с использованием настроечных конденсаторов на диэлектрических стержнях, которая была успешно применена к существующему усилительному модулю. Следует отметить, что теоретически рассчитанные параметры хорошо согласуются с реально полученными результатами. Как показала практика, данная методика применима не только к активным, но и к пассивным ВЧ/СВЧ-устройствам. Представленная методика показала свою эффективность при оптимизации схемы прототипа устройства в лабораторных условиях на стадии разработки. Особенно хорошо это заметно при использовании в процессе настройки как имеющихся в наличии, так и легко доступных «настроечных» наборов конденсаторов, а также других пассивных компонентов.

Литература

  1. Upton D. M. A New Circuit Topology to Realize High Efficiency, High Linearity, and High Power Microwave Amplifiers. Proceedings 1998, RAWCON.
  2. Iwamoto M., Williams A., Chen P. F., Metzger A., Wang C., Larson L.E., Asbeck P.E. An Extended Doherty Amplifier with High Efficiency over a Wide Power range // IEEE MTT-S Digest, 2001.
  3. Kim J., Cha J., Kim I., Noh S. Y., Park C. S., Kim B. Advanced Design Methods of Doherty Amplifier for Wide Bandwidth, High Efficiency Base Station Power Amplifiers.
  4. Gutierrez R. High-Efficiency Linearized LDMOS Amplifiers Utilize the RFAL Architecture // High Frequency Electronics. February 2006.
  5. Fiore R. RF Power Amplifiers Operate Cooler with Improved Reliability Using ATC’s EIA 600 Series Ultra-Low ESR Ceramic Capacitors // Microwave Product Digest, May 2003.
  6. Fiore R. RF Ceramic Chip Capacitors in High RF Power Applications // Microwave Journal, April 2000.
  7. 100B Series data sheet. American Technical Ceramics (http://www.atceramics.com).
  8. 600S Series ATC data sheet. American Technical Ceramics (http://www.atceramics.com).
  9. Ray B. When Is A Capacitor Not A Capacitor? // The Physics Teacher. Vol. 44. Feb. 2006.
  10. Cain J. Parasitic inductance of multilayer ceramic capacitors. AVX Corp., http://www.avx.com/docs/ techinfo/parasitic.pdf.
  11. Fiore R. Capacitors in Broadband Applications // Applied Microwave & Wireless. May 2007.

Лучшие конденсаторы для звука на 2021 год

Отменная акустическая система отличается не просто тем, что воспроизводит чистый и громкий звук, но и тем, что эти звуки способны разносится по всей округе. Чтобы прочувствовать весь сектор воспроизводимого звука и на порядок усилить мощность меломаны используют лайфхаки. Хитрым прибором-помощником для этой цели служит конденсатор. Совсем небольшое по размеру устройство цель которого сохранять в себе необходимое количество энергии. Какой у него принцип действия? Установленный на звуковую плату он проводит ток, отфильтровывает нагрузку помогая проигрывать звук.

Сейчас на рынке присутствует большое разнообразие моделей, которые отличаются ценой, уровнем мощности и техническими особенностями. Чтобы выбрать наилучший вариант, нужно хорошо разобраться, какие разновидности есть, в чем их плюсы и под какие звуковые карты они подходят. Чтобы точно знать, какие конденсаторы достойны покупки, редакторы сайта составили топ 2021 года используя отзывы реальных пользователей, технические характеристики и сравнительного анализа самых популярных моделей.

Разновидности, применяемые в современных звуковых платах

Несколько категорий, которые следует выделить для приборов для хранения энергии, используемых в усилителях:

  • на основе электролита;
  • на основе разных видов пленки;
  • на основе бумаги.

Все такие подвиды применяются для создания звуковой волны. Если нет опыта, трудно разобраться в отличиях разных видов представленных на современном рынке деталей, все кажется примерно одинаковым, в действительности правильно подобранный конденсатор влияет не исключительно на качество, но во многом на удобство использования звуковой платы.

Электролитические

Когда в главной роли диэлектрика применяется оксид в основании металла (фольги), а электролит на катоде – такие устройства называют электролитическими. В таких моделях достаточно большая ёмкость и продолжительный срок эксплуатации – различные варианты такого изделия позволяют работать от 3 до максимального значения – 8 тысяч часов в самых максимальных температурных режимах. Достоинством этого типа устройств можно назвать сравнительно не плохую надёжность и не высокую цену. Недостатком – чтобы разработать на нем надежную Hi-Fi аппаратуру, нужно приложить не мало усилий.

Устройства такого типа очень посредственно подойдут для звука, так как длительный процесс зарядки и не спешный процесс разрядки (всему виной ионные процессы) мешают качественному звуковоспроизведению. На практике достаточно часто происходят поломки, из-за чего может выйти из строя не только звуковая плата, но и другая аппаратура, хотя в теории у таких устройств высокий барьер к износу. Используют в недорогих моделях, чтобы снизить общую цену готового изделия, так как это экономически выгодно производителям. Что касается потребителя такой выбор идет ему во вред. Низкая цена, к большому сожалению идет в данном случае идет не с высоким качеством в пере как хотелось бы меломану.

Конечно, есть небольшое количество экземпляров, которые выдают не плохие результаты, и этот факт мог бы вызывать радость если бы не один неприятный момент. Такие модели зачастую устанавливались на лимитированные серии, найти такой экземпляр порой не просто.

Пленочные

Когда в качестве вещества, плохо проводящего ток, используется пленка (фторопласт, полиэтилен, полистирол и другое) такой вид называется пленочным. Рассматриваемый тип отличается повышенным сопротивлением изоляции. Отличительной особенностью является способность к самовосстановлению, по прошествии пробоя диэлектрика. Температура для нормальной работы не должна превышать 200 градусов.

В сравнении с электролитическими пленочные проигрывают в емкости, но выигрывают в скорости работ. Пленочные модели выступают в качестве фильтра напряжения, плюс к этому разделительно-переходные обязанности возлагаются на них. Это повышает качество звука многократно. Хотя цена пленочных на порядок выше, чем электролитических, но с основной задачей они справляются гораздо лучше.

Для каждой отдельной модели устройств такие устройства подбираются сугубо индивидуально. Применение пленочных вариантов сильно влияет на решения в изготовлении звуковых плат. Проблема встаёт из-за малой мощности, их приходится либо сочетать с электролитными или использовать другие конструктивные подходы.

При парном сочетании нескольких типов конденсаторов большую часть устанавливают пленочного, меньшую электролитического вида. Благодаря этому электролитические не существенно искажают звук, но зато помогают в более рациональном расходовании энергии.

Бумажные

Следующий тип энерго накапливающих приборов, которые успешно применяются в звуковой аппаратуре это бумажные. В таких изделиях используются части в состав которых входит бумага, она может быть как сухая, так и пропитанная особым веществом. Это самый качественный и высокий по цене тип изделия. Несмотря на то, что их сочетают в использовании с электролитическими бумажные сохраняют высочайшее качество звучания и оставляют за собой отличные показатели. Конечно, не секрет, что знающие меломаны в состоянии отличить звучание бумажных устройств от всех других типов.

Есть бумажно-пленочные, а есть только бумажные версии. Рассмотренный вариант чаще устанавливают по специальному заказу клиента, поэтому можно сказать, что это штучный товар.

Нюансы применения

Чтобы выбрать для себя конденсатор, стоит обратить особое внимание на параметры, отвечающие потребностям, так как в конечном итоге именно это повлияет на то, насколько приятно будет звучать аудио.

Электролитические можно выбирать, если качество воспроизводимого звука не сильно важно. Если остановится на такой модели, то конденсатор на среднем уровне выполнит поставленную задачу. Такое устройство будет стоить не дорого и не потребуется сверхсложных при установке звуковой платы. Как и следует ожидать, рассмотренный тип конденсаторов будет установлен в моделях самого низкого ценового сегмента и высоких результатов Hi-Fi ждать не приходится.

Другое дело, когда речь заходит об устройствах на основе пленки и бумаги. При изготовлении звукоусилительной аппаратуры, в первую очередь, стоит отдавать предпочтение только такому типу конденсаторов, но все же кое-что стоит учесть.

Пленочные конденсаторы нередко грешат помехами, исходя из этого, не всеми подряд моделями нужно пользоваться. Отчасти это вызвано частями, которые могут указывать на нелинейное искажение, в частности в конкретных частотах. Применять подобного рода устройства целесообразно для подпитки и в не самых важных цепях на плате. За основную работу лучше, когда отвечают пленочные конденсаторы, им и будет по плечу накопить ток.

Анализ лучших видов для аудио и радиоустройств на 2021 год

Пленочные

Целенаправленно пленочные устройства имеют в своём составе материал разных видов, служащий диэлектриком. Преимущество данной конструкции — это отличная прочность, что позволяет долго служить в цепях с повышенным напряжением, практически снижая к нулю риск утечки. Очевидным минусом является незначительный объём.

JB JFGC

Открывает тройку пленочных лидеров JB JFGC, он способен выдать прекрасное звучание и при этом сильно не ударит по бюджету. Отличительная особенность модели соединение пленки из полипропилена и полиэстера с участием смолы. Эта комбинированная модель работает благодаря сочетанию переменного и постоянного электричества, и прекрасно гармонировать с фильтрами в акустической системе.

Предельная температура, которую выдерживает эта модель, составляет 100 градусов. Напряжение колеблется в пределах 1000 В (250-1250). К сожалению, емкостные показатели не велики, не более 35 мкФ. Диаметр не велик 0,8 мм, размеры изделия небольшие, а продуманный дизайн помогает изделию без труда стать дополнением каждого стиля.

JB JFGC

Достоинства:

  • привлекательная цена;
  • дизайнерский вид;
  • качество звучания на высоком уровне;
  • широкая линейка наминала.

Недостатки:

  • не достаточная детализация звучания.

MKP Jantzen Cross Cap

Очередная модель пленочного типа — MKP Jantzen Cross Cap. Выделяется на фоне конкурентов превосходным качеством звукопередачи и отменными характеристиками. Использование этого аппарата позволит пользователю, насладится звуком без всяких посторонних искажений.

Материалы покрытия отлично подобраны: полипропиленовая пленка, а наверху покрытие из смеси цинка с эпоксидом. Пленочное устройство функционирует в пределах 0,1-300 мкФ, устойчив к напряжению, не превышающему 400 В, так же он не габаритных размеров – это отличные показатели изделия, которое отлично подойдет потребителю. Все по формату 2 в 1 (цена и сверх качество).

MKP Jantzen Cross Cap

Достоинства:

  • электроемкий;
  • конструкция на совесть;
  • формат 2 в 1.

Недостатки:

  • особенности корпуса – быстро теряет внешний вид.

Visaton MKP 3.3/250

Почетное 3 место занимает изделие фирмы Visaton. Цена уже на порядок выше двух лидеров топа и класс уже ниже. Применяется в качестве дополнения к фильтрам АС-класса High-End.

Преимущественной особенностью этой модели является пониженная вероятность потери тока в процессе интенсивной работы. Visaton MKP 3.3/250 выдерживает повышенное напряжение постоянного тока 250 В, этот факт добавлен производителями в название устройства. Внешний вид изделия, хотя и не может похвастаться эксклюзивным дизайном, зато маленькие габариты и правильно, 30 мм выверенное технически расстояние от одного вывода до другого дает возможность использовать его в различных звуковых установках. Существенным недостатком, который может огорчить не высокое качество смонтированных деталей.

Visaton MKP 3.3/250

Достоинства:

  • продается практически в любом магазине;
  • сочетается с изделиями класса АС;
  • пониженная вероятность потери тока.

Недостатки:

  • недостаточно высокое качество сборки.

Бумажные

Устройства, в которых в качестве диэлектрика выступает специальная бумага носят соответствующее название – бумажные. Из-за не высокой твердости, такое изделие опускают в специально подготовленные оболочки из металла. Интервал использования подобных изделий очень широкий, что позволяет применять на разных частотах.

Jensen NOS 600 V 0.071 uF 1

Благодаря Jensen, получаемый звук достойного качества, он будет без помех на любой аппаратуре. Устройства этого производителя отличает длительный срок эксплуатации и надежность. Отличительная особенность отсутствие утечек. Дизайн модели 600 V 0.071 uF 1 не уникален (вытянутая форма и небольшие размеры), но радует палитра цветов – синий и цвет золота.

Как и указано в названии может выдержать напряжение, которое будет в районе 600 В. Емкостные показатели не велики – не выше 10 мкФ. Материалы, которые фирма Jensen NOS применила в изготовлении – это фольга из алюминия и бумага специального состава.

Jensen NOS 600 V 0.071 uF 1

Достоинства:

  • достойное качество;
  • не высокая цена;
  • многофункциональная модель;
  • на выходе воспроизводиться звучание на хорошем уровне.

Недостатки:

  • небольшая емкость.

Duelund Alexander by 900 V 0.68 uF copper

Еще одна строка рейтинга по праву принадлежит марке Duelund Alexander. Очевидный плюс при использовании этой модели отличное звуковоспроизведение на разных типах техники. В производстве применяется фольга из меди с промасленной диэлектрической бумагой.

Особенность модели применение, без каких-либо добавок, посеребренной меди (бескислородная) которая размещается на выводах. Тот случай, когда высокая цена оправдана, благодаря возможности использования на абсолютно разных устройствах.

Характеристикам этой модели можно только позавидовать: способность справляться с напряжением до 900 В, линейка выбора емкости от 0,1 вплоть до 1 мкФ.

Duelund Alexander by 900 V 0.68 uF copper

Достоинства:

  • превосходное качество воспроизводимого звука;
  • применение для разных видов техники;
  • отменные характеристики.

Недостатки:

  • цена выше среднего.

Audio Note NOS AN 630V 0.01 uF Puretinfoil

Последняя модель рейтинга с экстравагантным обликом от фирмы Audio Note. Цена модели выше среднего уровня, но и получаемый звук достаточно хорош. Достоинство рассматриваемой модели возможность применения как разделительного элемента, так и в качестве фильтрующего.

Особенность звучания заключается в том, что изделие способно поразить не просто чистым звуком, но и хорошо различимыми высокими звуками. Технические показатели модели: способно выдержать напряжение не более 630 В, варианты емкости в пределах 0,001-0,1 мкФ.

Audio Note NOS AN 630V 0.01 uF Puretinfoil

Достоинства:

  • отличное качество звукопередачи;
  • применяются надежные материалы;
  • широкий сектор применения.

Недостатки:

  • не бюджетный вариант для покупки;
  • низкая емкость.

Электролитический вид

Этот вид самый не популярный. Одна из причин его не широкого распространения – это недолговечность. В качестве диэлектрика применяется небольшая часть оксида металла. Изделия этого вида «дружат» исключительно с постоянным и достаточно высоким напряжением. Возможны вариации металла.

ELNA Silmic II

Лидер этого рейтинга электролитического вида – это ELNA Silmic II. Недорогая модель, которая обладает отменными техническими показателями способными ощутимо улучшить конечный звук. Отлично подойдет для воспроизведения аудиопотока в высоком качестве.

Выпускается в корпусе из алюминия, благодаря которому внутренняя часть хорошо защищена. Внешний вид достаточно прост, не объемные параметры позволяют использовать изделие в сочинении с разнообразной техникой. В изготовлении применяются – волокно из шелка и нить (бескислородная). Сочетание этих материалов дает потрясающий результат – минимум изменения звука на всех частотах.

ELNA Silmic II

Достоинства:

  • высокая надежность сборки;
  • не высокая цена;
  • доступность в магазинах;
  • возможность работы во всех частотах.

Недостатки:

  • максимальное рабочее напряжение не превышает 100 В.

JJ Electronic TE030

Способности этой модели отлично подходят для того, чтобы звук аудиопотока стал гораздо чище. Применение этой модели хорошо сочетается с устройствами Hi-Fi, и сверх этого может выступать как устройство способное фильтровать звучание. Хотя это не сильно дорогие варианты, практика показывает, что их можно применять со специализированным оборудованием. Устройства Electronic TE030 очень износостойкие и качественно выполнены, поставив это устройство можно лишний раз не думать о возможности утечки тока.

Показатели изделия: максимально допустимое напряжение не должно превышать 385 В, внушительная емкость 47 – 800 мкФ! Таким показателям могут позавидовать даже очень дорогие модели этого вида.

JJ Electronic TE030

Достоинства:

  • адекватная цена;
  • материалы изготовления на высоком уровне;
  • огромная емкость;
  • применяется в специализированной технике.

Недостатки:

  • чаще продается исключительно в профессиональных магазинах.

Mundorf E-CapAC Raw

Почетное третье место — у Mundorf E-CapAC Raw, которому по плечу поднять мощность на хороший уровень, но, к сожалению, он не в состоянии также хорошо справится с итоговым звучанием. Может устроить тех меломанов, для которых на первом месте надежность и не быстрая разрядка устройства.

Технические показатели этой модели на среднем уровне, но не стоит забывать и о невысокой конечной цене: неплохая емкость 22 мкФ и напряжение не превышает 100 В. Обычный внешний облик изделия, позволяет ему сочетаться с разными типами устройств.

Mundorf E-CapAC Raw

Достоинства:

  • не высокая цена;
  • хорошая емкость;
  • продолжительно держит заряд.

Недостатки:

  • способно выдержать сравнительно не высокое напряжение (100 В).

Как выбрать

В данный момент на рынке происходить смена лидера, вместо тороидальных громоздких приходят устройства импульсного типа. Для выбора наилучшего конденсатора любителям качественной музыки необходимо отталкиваться от важных критериев:

  • тип;
  • компания изготовитель;
  • импеданс;
  • мощность всей системы;
  • цепи напряжения;
  • цена изделия.

Важно учитывать тот факт, что при необходимости или изменившихся потребностях под каждую модель можно подобрать сопоставимые заменители, они могут по техническим качествам и не проигрывать именитым моделям, а наоборот ни в чем им не уступать и стоить на порядок дешевле.

Выбирая устройство без посторонней помощи, необходимо тщательно изучить весь предлагаемый на рынке ассортимент сравнивая технические показатели и найти побольше отзывов о моделях. Благодаря такому детальному и скрупулезному анализу можно лучше разобраться в типах устройств, которые можно устанавливать на соответствующую аудио аппаратуру.

Лучшим выбором будет два типа конденсаторов – это бумажный и пленочный. Отличительной чертой их будет хорошее качество и устойчивая к износу конструкция, в этом они сильно превосходят электролитические. Понятно, что модели от популярных фирм стоят дороже, но кто захочет постоянно заменять неисправные детали вместо наслаждения чистым звуком? Успехов в покупке!

Силовые конденсаторы повышенной частоты

Повышенная частота электрического тока часто требует нестандартных решений задачи. Незначительное отклонение заставляет инженеров полностью проектировать всё с нуля, выводить необычные схемы, часто имеющие неудобную конструкцию. Применение токов повышенной частоты может быть спровоцировано наличием сложной силовой электроники, а также особым устройством электродвигателей, реле, приводов. Это вынужденная мера, но при её применении обязательно начинает падать номинальная мощность оборудования. Чтобы этого избежать, применяют специальные конденсаторы для токов высокой частоты. Они существенно отличаются от ближайших аналогов для сетей с переменным напряжением не только конструктивно, но и функционально.

Основы устройства и особенности работы

Это большая группа электрических силовых компонентов, в которых значительно превышен косинус φ. Это позволяет разгонять до предельно допустимых по материалам топок значений электрические термические приборы промышленного назначения. Согласно действующим российским стандартам, на частотах в диапазоне 500-10000 Гц применяются модели с водяным охлаждением. Иногда в качестве хладагента применяется масло или специализированная жидкость, но это возможно лишь при определенных температурных значениях. Пропитка в таких конденсаторах используется с целью обеспечения гидравлической и термической изоляции, а состоит она из композитной смеси углеводородных смол и нелинейных полимеров. Такой состав может выдерживать температуры до 800-1000 градусов по Цельсию.

На рисунке представлен конденсатор серии ЭСВ, наиболее распространенный в отечественных электросетях. В названии модификации первая цифра обычно означает рабочее напряжение, вторая – частоту в килогерцах. Если в обозначении стоит комбинация, например, 4У3, то 4 это количество выводов, буква отвечает за климатическое исполнение, а замыкает сокращение так называемая категория размещения (в помещении, на улице, защищенном кожухе).


Рисунок 1 – Высокочастотный конденсатор серии ЭСВ. Перечень элементов:

  1. Прочностной корпус конденсатора.
  2. Изоляция корпуса от обкладок.
  3. Секция (количество может быть не ограничено).
  4. Контур охлаждения.
  5. Проходные изоляционные элементы.

Серия элементов называется пакетом, они набираются из секций в данном случае. Соединение между ними только параллельное, чтобы получить лучшую суммарную ёмкость устройства. Трубопровод с хладагентом обычно изготавливают из меди, а диаметр может варьировать, в зависимости от поставленной задачи. Он приваривается прямо к обкладкам, чтобы исключить взаимное отторжение из-за температурных колебаний. Концы трубок выходят сверху на крышку, а по кругу они также надежно припаиваются. Поэтому обслуживание высокочастотных конденсаторов по умолчанию невозможно. Ток подводится непосредственно к медной трубке. Обкладки надежно заизолированы от корпуса.

Когда секции соединены параллельно, то они уже образуют ступень, требующую отдельного вывода (количество указано в модификации). Это делается только через фарфоровые изоляторы, находящиеся на крышке корпуса. Другие материалы не могут выдержать такие токи.

Корпус обычно имеет прямоугольную форму, а швы плотно сварены. Может использоваться латунь или сталь с отсутствием ярко выраженных магнитных свойств. Чем выше частота, тем больше необходимо запаса конструкционной прочности.

Существует также серия ЭСВК, пропитанных невысыхающей синтетической смесью полимеров. Намного реже встречается ЭЭВК, где внутренняя жидкость абсолютно инертна и не несёт опасности для окружающей среды.

Несмотря на различие в назначении и ключевых свойствах, все конденсаторы повышенной частоты имеют одинаковую конструкцию. Они ничем не отличаются, кроме применяемых материалов и мощности. Собирать их можно практически на месте, особенно для решения узкоспециализированных задач. Некоторые компании даже специализируются на данном типе оборудования. Особняком стоят переходные модели, имеющие силовое реле, предназначенные для обслуживания высоковольтных и высокочастотных индукционных цепей.

Конденсаторы высокой частоты имеют эксплуатационный ресурс. Требуется менять их в строго обозначенный период или производить проверку ключевых характеристик.

Высокая частота | Конденсаторы | Vishay

конденсаторов с керамической стружкой поверхностного держателя разнослоистых высокочастотный квалифицированный ДСКК конденсаторов с керамической стружкой поверхностного держателя разнослойных высокочастотный квалифицированный ДСКК конденсаторов с керамической стружкой поверхностного держателя разнослойных высокочастотный квалифицированный ДСКК Конденсаторы силовых пластин Конденсаторы силовых плат RF Конденсаторы силовых плат RF Конденсаторы силовых плат RF Конденсаторы силовых плат RF Конденсаторы силовых плат RF Конденсаторы силовых пластин Конденсаторы силовых пластин Конденсаторы силовых пластин Конденсаторы силовых пластин
Конденсаторы, фиксированные MLCC Тип 05001 Крепление на поверхность 250.0 1 пФ 100 пФ
Конденсаторы, фиксированные MLCC Тип 05002 Крепление на поверхность 250.0 1 пФ 100 пФ
Конденсаторы, фиксированные MLCC Тип 05002 Крепление на поверхность 100.0 1 пФ 27 пФ
Конденсаторы, фиксированные Керамика, однослойная RF для высоких напряжений, класс 1, керамика Винтовой зажим 30000.0 1 нФ 1,5 нФ
Конденсаторы, фиксированные Керамика, однослойная с плоским ободом, керамические, класс 1 Винтовой зажим 3500.0 1 нФ 1 нФ
Конденсаторы, фиксированные Керамика, однослойная с плоским ободом, керамические, класс 1 Винтовой зажим 6000.0 1 нФ 1 нФ
Конденсаторы, фиксированные Керамика, однослойная с плоским ободом, керамические, класс 1 Винтовой зажим 7000.0 500 пФ 500 пФ
Конденсаторы, фиксированные Керамика, однослойная с плоским ободом, керамические, класс 1 Винтовой зажим 10000.0 500 пФ 500 пФ
Конденсаторы, фиксированные Керамика, однослойная с плоским ободом, керамические, класс 1 Винтовой зажим 12000.0 100 пФ 300 пФ
Конденсаторы, фиксированные Керамика, однослойная RF для высоких напряжений, класс 1, керамика Винтовой зажим 15000.0 1,5 нФ 2,5 нФ
Конденсаторы, фиксированные Керамика, однослойная RF для высоких напряжений, класс 1, керамика Винтовой зажим 25000.0 1 нФ 1 нФ
Конденсаторы, фиксированные Керамика, однослойная RF для высоких напряжений, класс 1, керамика Винтовой зажим 27000.0 200 пФ 200 пФ
Конденсаторы, фиксированные Керамика, однослойная RF для высоких напряжений, класс 1, керамика Винтовой зажим 30000.0 50 пФ 800 пФ
Конденсаторы, фиксированные MLCC Многослойные керамические конденсаторы для поверхностного монтажа для автомобильных высокочастотных приложений Крепление на поверхность 200.0 0,1 пФ 82 пФ
Конденсаторы, фиксированные MLCC Многослойные керамические конденсаторы для поверхностного монтажа для автомобильных высокочастотных приложений Крепление на поверхность 250.0 0,1 пФ 1 нФ
Конденсаторы, фиксированные MLCC Многослойные керамические конденсаторы для поверхностного монтажа для автомобильных высокочастотных приложений Крепление на поверхность 1500.0 0,2 пФ 5,1 нФ
Конденсаторы, фиксированные Пленка Конденсаторы переменного тока и импульсные пленочные фольговые конденсаторы KP Radial Potted Type Радиальный 63.0 0,0024 мкФ 0,022 мкФ
Конденсаторы, фиксированные Пленка Конденсаторы переменного тока и импульсные пленочные фольговые конденсаторы KP Radial Potted Type Радиальный 250.0 0,002 мкФ 0,015 мкФ
Конденсаторы, фиксированные Пленка Конденсаторы переменного тока и импульсные пленочные фольговые конденсаторы KP Radial Potted Type Радиальный 630.0 0,0001 мкФ 0,01 мкФ
Конденсаторы, фиксированные MLCC Многослойные керамические конденсаторы для поверхностного монтажа для ВЧ-устройств Крепление на поверхность 1500.0 1 пФ 1 нФ
Конденсаторы, фиксированные MLCC Многослойные керамические конденсаторы для поверхностного монтажа для ВЧ-устройств Крепление на поверхность 3600.0 1 пФ 2,7 нФ

Высокая частота | Керамический | Конденсаторы

конденсаторов с керамической стружкой поверхностного держателя разнослоистых высокочастотный квалифицированный ДСКК конденсаторов с керамической стружкой поверхностного держателя разнослойных высокочастотный квалифицированный ДСКК конденсаторов с керамической стружкой поверхностного держателя разнослойных высокочастотный квалифицированный ДСКК Конденсаторы силовых пластин Конденсаторы силовых плат RF Конденсаторы силовых плат RF Конденсаторы силовых плат RF Конденсаторы силовых плат RF Конденсаторы силовых плат RF Конденсаторы силовых пластин Конденсаторы силовых пластин Конденсаторы силовых пластин Конденсаторы силовых пластин
Конденсаторы, фиксированные MLCC Тип 05001 Крепление на поверхность 250.0 1 пФ 100 пФ Б.П.
Конденсаторы, фиксированные MLCC Тип 05002 Крепление на поверхность 250.0 1 пФ 100 пФ Б.П.
Конденсаторы, фиксированные MLCC Тип 05002 Крепление на поверхность 100.0 1 пФ 27 пФ Б.П.
Конденсаторы, фиксированные Керамика, однослойная RF для высоких напряжений, класс 1, керамика Винтовой зажим 30000.0 1 нФ 1,5 нФ 1 R85
Конденсаторы, фиксированные Керамика, однослойная с плоским ободом, керамические, класс 1 Винтовой зажим 10000.0 500 пФ 500 пФ 1 R42, R85n / a
Конденсаторы, фиксированные Керамика, однослойная с плоским ободом, керамические, класс 1 Винтовой зажим 12000.0 100 пФ 300 пФ 1 R42, R85n / a
Конденсаторы, фиксированные Керамика, однослойная с плоским ободом, керамические, класс 1 Винтовой зажим 6000.0 1 нФ 1 нФ 1 R85
Конденсаторы, фиксированные Керамика, однослойная с плоским ободом, керамические, класс 1 Винтовой зажим 3500.0 1 нФ 1 нФ 1 R85n / a
Конденсаторы, фиксированные Керамика, однослойная с плоским ободом, керамические, класс 1 Винтовой зажим 7000.0 500 пФ 500 пФ 1 R85n / a
Конденсаторы, фиксированные Керамика, однослойная RF для высоких напряжений, класс 1, керамика Винтовой зажим 15000.0 1,5 нФ 2,5 нФ 1 R16, R42, R85
Конденсаторы, фиксированные Керамика, однослойная RF для высоких напряжений, класс 1, керамика Винтовой зажим 25000.0 1 нФ 1 нФ 1 R16, R42, R85
Конденсаторы, фиксированные Керамика, однослойная RF для высоких напряжений, класс 1, керамика Винтовой зажим 27000.0 200 пФ 200 пФ 1 R16, R42, R85
Конденсаторы, фиксированные Керамика, однослойная RF для высоких напряжений, класс 1, керамика Винтовой зажим 30000.0 50 пФ 800 пФ 1 R16, R42, R85
Конденсаторы, фиксированные MLCC Многослойные керамические конденсаторы для поверхностного монтажа для автомобильных высокочастотных приложений Крепление на поверхность 200.0 0,1 пФ 82 пФ D = HIFREQ
Конденсаторы, фиксированные MLCC Многослойные керамические конденсаторы для поверхностного монтажа для автомобильных высокочастотных приложений Крепление на поверхность 250.0 0,1 пФ 1 нФ D = HIFREQ
Конденсаторы, фиксированные MLCC Многослойные керамические конденсаторы для поверхностного монтажа для автомобильных высокочастотных приложений Крепление на поверхность 1500.0 0,2 пФ 5,1 нФ D = HIFREQ
Конденсаторы, фиксированные MLCC Многослойные керамические конденсаторы для поверхностного монтажа для ВЧ-устройств Крепление на поверхность 1500.0 1 пФ 1 нФ D = NP0
Конденсаторы, фиксированные MLCC Многослойные керамические конденсаторы для поверхностного монтажа для ВЧ-устройств Крепление на поверхность 3600.0 1 пФ 2,7 нФ D = NP0
Конденсаторы, фиксированные MLCC Многослойные керамические конденсаторы для поверхностного монтажа для ВЧ-устройств Крепление на поверхность 7200.0 1 пФ 5,1 нФ D = NP0
Конденсаторы, фиксированные Керамика, однослойная Конденсаторы силовых плат RF для более высоких напряжений, Керамика класса 1 Винтовой зажим 12000.0 400 пФ 6 нФ 1 R7, R16, R42, R85, R230

Многослойные высокочастотные конденсаторы с высокой добротностью

Одним из наиболее важных параметров при оценке конденсатора высокочастотной микросхемы является добротность или соответствующее эквивалентное последовательное сопротивление (ESR).Помимо предоставления высокопроизводительных радиочастотных компонентов, JTI стремится предоставлять нашим клиентам точные и полные данные. С этой целью следует более детальное обсуждение вопросов измерения Q & ESR.

Теоретически, «идеальный» конденсатор будет показывать ESR 0 (ноль) Ом и будет чисто реактивным без реальной (резистивной) составляющей. Ток, проходящий через конденсатор, приведет к увеличению напряжения на конденсаторе ровно на 90 градусов на всех частотах.

В реальном мире нет идеального конденсатора, который всегда будет показывать некоторое конечное значение ESR.ESR изменяется с частотой для данного конденсатора и является «эквивалентным», поскольку его источник зависит от характеристик структур проводящих электродов и изолирующей диэлектрической структуры. Для целей моделирования ESR представлен как паразитный элемент одной серии. В прошлые десятилетия все параметры конденсаторов измерялись при стандартной частоте 1 МГц, но в сегодняшнем мире высоких частот этого далеко недостаточно. Типичные значения для хорошего высокочастотного конденсатора данного номинала могут быть порядка 0.05 Ом на 200 МГц, 0,11 Ом на 900 МГц и 0,14 Ом на 2000 МГц.

Добротность Q - это безразмерное число, равное реактивному сопротивлению конденсатора, деленному на паразитное сопротивление конденсатора (ESR). Значение Q сильно меняется с частотой, так как реактивное сопротивление и сопротивление изменяются с частотой. Реактивное сопротивление конденсатора сильно меняется в зависимости от частоты или значения емкости, и поэтому значение Q может сильно варьироваться. См. Уравнения 1 и 2.

Johanson Technology измеряет ESR и Q на резонансной линии Boonton 34A. Тестируемый конденсатор резонирует с индуктивной линией с точно определенным импедансом и Q. Из полученных данных (центральная частота и ширина полосы результирующего пика) выводятся Q, ESR и значение емкости устройства. Этот метод является давним промышленным стандартом для измерения Q и ESR на радиочастотах. Поскольку этот метод зависит от точности частоты генератора сигналов (которая может быть измерена с чрезвычайной точностью), данные, полученные таким образом, довольно точны.Поскольку ESR современных конденсаторов становится все ниже, точность даже этого метода будет приближаться к +/- 10% (см. Руководство по эксплуатации Boonton 34A, стр. 2.2). Это все еще самый точный метод измерения Q и ESR на радиочастотах, доступный в настоящее время. См. Рисунок 1, где представлена ​​блок-схема испытательной установки. См. Рисунки 2 и 3 для изображения установки.

Использование данных S-параметров, собранных с помощью векторного анализатора цепей, для получения ESR неприемлемо. Основная причина заключается в том, что точность этих данных ограничена точностью анализатора цепей в системе с сопротивлением 50 Ом (типичная калибровка амплитуды ±.05 дБ не является достаточно точным в области низких потерь конденсатора, который может быть 0,01 дБ). Использование данных Q / ESR, собранных с помощью измерителя LCR, также неприемлемо для этих высокодобротных устройств. Когда Q устройства очень велико, измеритель LCR просто не может сопоставить чрезвычайно малое сопротивление (R) с чрезвычайно большим реактивным сопротивлением (X). По этой причине параметры ESR и Q, представленные в опубликованном каталоге Johanson Technology и в программе MLCSoft®, основаны на стандартном промышленном методе тестирования резонансных линий.

За дополнительной информацией обращайтесь к нашим инженерам по приложениям.

Высокочастотные конденсаторы по лучшей цене - Выгодные предложения на высокочастотные конденсаторы от мировых продавцов высокочастотных конденсаторов

Отличные новости !!! Вы попали в нужное место в отношении высокочастотных конденсаторов. К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress.У нас буквально тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях. Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.

Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, каждый из которых предлагает быструю доставку и надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.

AliExpress никогда не будет побит по выбору, качеству и цене. Каждый день вы будете находить новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, поскольку эти высокочастотные конденсаторы должны в кратчайшие сроки стать одним из самых востребованных бестселлеров. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что купили высокочастотные конденсаторы на AliExpress.Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.

Если вы все еще не уверены в высокочастотных конденсаторах и думаете о выборе аналогичного продукта, AliExpress - отличное место для сравнения цен и продавцов. Мы поможем вам решить, стоит ли доплачивать за высококачественную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь.А если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. и ожидаемая экономия.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе. Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца.Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг и часто имеет комментарии, оставленные предыдущими клиентами, описывающими их опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз. Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово - просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.

А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет.Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны - и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress. Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, мы думаем, вы согласитесь, что вы приобретете высокочастотные конденсаторы по самой выгодной цене.

Мы всегда в курсе последних технологий, новейших тенденций и самых обсуждаемых лейблов.На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните самый лучший шоппинг прямо здесь.

Отзывы на конденсатор

для высокой частоты - интернет-магазины и отзывы на конденсатор для высокой частоты на AliExpress

Отличные новости !!! Вы выбрали конденсатор для высокой частоты.К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress. У нас буквально тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях. Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.

Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, каждый из которых предлагает быструю доставку и надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.

AliExpress никогда не будет побит по выбору, качеству и цене. Каждый день вы будете находить новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, поскольку этот верхний конденсатор для высокой частоты вскоре станет одним из самых востребованных бестселлеров. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что приобрели конденсатор для высокой частоты на AliExpress.Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.

Если вы все еще не уверены в конденсаторах для высокой частоты и думаете о выборе аналогичного товара, AliExpress - отличное место для сравнения цен и продавцов. Мы поможем вам решить, стоит ли доплачивать за высококачественную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь.А если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. и ожидаемая экономия.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе. Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца.Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг и часто имеет комментарии, оставленные предыдущими клиентами, описывающими их опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз. Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово - просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.

А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет.Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны - и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress. Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, вы сможете приобрести высокочастотный конденсатор по самой выгодной цене.

Мы всегда в курсе последних технологий, новейших тенденций и самых обсуждаемых лейблов.На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните самый лучший шоппинг прямо здесь.

Конденсатор частоты с лучшим соотношением цены и качества - Отличные предложения на конденсатор частоты от мировых продавцов конденсаторов частоты

Отличные новости !!! Вы находитесь в нужном месте для конденсатора частоты.К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress. У нас буквально тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях. Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.

Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, каждый из которых предлагает быструю доставку и надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.

AliExpress никогда не будет побит по выбору, качеству и цене. Каждый день вы будете находить новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, поскольку этот высокочастотный конденсатор в кратчайшие сроки станет одним из самых востребованных бестселлеров. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что купили частотный конденсатор на AliExpress.Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.

Если вы все еще не уверены в частотном конденсаторе и думаете о выборе аналогичного товара, AliExpress - отличное место для сравнения цен и продавцов. Мы поможем вам решить, стоит ли доплачивать за высококачественную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь.А если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. и ожидаемая экономия.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе. Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца.Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг и часто имеет комментарии, оставленные предыдущими клиентами, описывающими их опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз. Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово - просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.

А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет.Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны - и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress. Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, вы сможете приобрести конденсатор частоты по самой выгодной цене.

Мы всегда в курсе последних технологий, новейших тенденций и самых обсуждаемых лейблов.На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *