Высокоомный непроволочный резистор (его варианты) Советский патент 1983 года по МПК H01C3/02 

1045

2. Высокоомный непроволочный резне тор, соцержащнй трубчатое циэлектричес-кое основа} нв, с нанесенными на его внешнюю поверхность реэнстиБными защитными слоями, Бывоць И рвсположекный коаксй ально циэлектрическому основанию полый цил}шцр, соециненный с общим .вывоцом, отличающийся тем, чтс, с целью расширения области применения, упрощения конструкции и уменьшения габаритов, польй цилинцр выполнен Е вице подвижного и непоцвижного полуцилинаров из резистнвного материала, размещен

ных внутри трубчатого основания с воз можностью вращения оцин относительно цругогчз, при этом полуцилиндры на аиэлектрического трубчатого основа ния переходят в аксиальные вьдвоаьк

3. Резистор по п. 2, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, кепоавижный полуцилиндр выполнен с кольцевыми контак окончаниями на торце трубчатого диэлектрического оснований, а поцвижвый - со сплощными контактными окончаниями, при этом контактные окончания переходят в аксиальные общие вывоцы.

1. Высокоомный непроволочный резистор, сопержаший трубчатое циэлект™ рическое основание с нанесением на его внешнюю поверхность резистивным и a.s щитным слоями, вывоць и расположенный коаксиально диэлектрическому основанию полый цилиндр, соединенный с общим выводом, о т л к ч а О щи и с я тем, что, с целью расьлчренчя области применения, упрошения конструкцит и уменьшения габаритов, он снабжен дополнительным кольцом из проводящего материала, размешенным с возможностью фиксации на полом цилиндре, при этом полый ци- линцр расположен, на защитном слое, вьшолнен из резистивного материала и со ю сквозными пазами.

Изобрегение относится к элоктротех- ккке и рааио1хэхнике и может быть ис« пользоьш.но в шиpoJcoпoлocны.x устройствах разли-гяого назначения, наприк ер в раЗБегвителя.х мощности, в постоянных атт-ен1О торах или в аттен1о,аторах управ- ляемых электрически, механически и электромеханически. Известны высокоомные нeпpэвoлo шыe резисторы, содержащие аксиально или рациальпо расположенные вывоцы и керамический трубчатый корпус (основание с нанесенным на него резистивным ма териалом в вице металлической, металлооксицной, керметовой или углероанс™ той пленки l . Недостатком высокоомных резисторов ( к вьгсокоомным vc.noijuo относят ре -исго- рьг,сопротивление которык больше является узкий диапазон рабочж частот ограничение которого происходит влиянил паразитной емкости между выво дами )эезистора, состоящей из емкости между контактными колпачками и распределенной емкости резистивного мате-™ риала. ИаиСюлее близким к прецлагаемокту является ВЫСОКООМНЫЙ резистор, содер- жащий диэлектрическое трубчатое осно- ванне с нанесенным на его внещнюю поверхность резистивным и защитным сл ями, выводы и расположенный коакси ально диэлектрическому основанию полый вдшинпр из проводящего материала. Полы цилиндр совместно с резистивным слоем образует цополнительньгй элемент резисто ;:соиаенс.атор, Высокоо шый рэзистор сО держит общий корпус, в которьй помещен полый цилиндр с резистором, а также элементы крепления конструкции и аве ирисовые диафрагмы с обш,ей обоймой. Ирисовые циафрагмы позволяют регули ровать циаметр полого цилиндра из проводящего материала и устанавливать оптимальную распределенную емкость резистора на этот цилиндр 2 , Однако известный рэзистор имеет недостаточно щирокий диапазон рабочих частот, так как только распределенной емкости р«эзистора на полый проводящий цилиндр недостаточно пля компенсации пазазитной емкости между его выводами. Кроме того, полый цилиндр, общий корпус, ирисовые диафрагмы и элементы краплепия увеличивают габариты высоко- омного непроволочного резистора и ус- его конструкцию. Цель изобретения -- расщирение области применения,упрощение конструкции и умепьщение габаритов резистора. Поставленная цель достигается тем, что ВЫСОКООМНЫЙ непроволочный резистор, соаер|;ащий трубчатое диэлектрическое основание с нанесенным на его внещнюю поверхность резистивным и защитным слоями, выводы и расположенный коаксиально диэлектрическому основанию полый цилиндр, соединенный с общим выводом, снабжен дополнительным кольцом из проводящего материала, размещенным с возможностью фиксации на защитном цилиндре, при этом полый цилиндр расположен на защитном слое, выполнен из резистив- ного материала и со сквозными иагзами.

31

Высокоомный непроволочный резистор, содержащий трубчатое диэлектрическое основание, с нанесенными на его внешнюю поверхность резистивным и защитным слоями, выводы и расположенный коаксиально диэлектрическому основанию полый цилиндр, соединенный с общим выводом, полый цилиндр выполнен в виде под- : важного и неподвижного полуцилинцров из резистивного материала, размещен- ных внутри трубчатого основания с возможностью вращения один относительно другого, при этом полуцилиндры на торцах диэлектрического основания переходят в аксиальные выводы.

Причем неподвижный полуцилиндр выполнен с кольцевыми контактными окончаниями на торце трубчатого диэлектрического оснований, а подвижный - со сплощными контактными .окончаниями, при этом контактные окончания переходят в аксиальные общие выводы.

На фиг. 1 показан предлагаемый резистор, в котором полый цилиндр выполне в форме беличьего колеса с продольными сквозными пазами (первый вариант); на фиг. 2 - то же, эквивалентная схема; на фиг. 3 - амплитудно-частотные характеристики (АЧХ) резистора; на фиг. 4 предлагаемый резистор (второй вариант),

Общим для обоих вариантов является совмещение в дополнительном элементе резистора - полом цилиндре распределенной емкости, индуктивности и резне- тивного сопротивления (в прототипе полы цилиндр представляет собой совместно с высокоомным непроволочным резистором только распределенную емкость), а отличие заключается в различном конструктивном исполнении полых цилиндров и их расположении относительно высокоомного резистивного слоя.

Резистор содержит диэлектрическое трубчатое основание 1, нанесенный на эт основание резистивный слой 2 л защит- ный слой 3 в виде диэлектрического покрытия, выводы 4 и 5 резистора, перфорированный полый цилиндр 6 в форме беличьего колеса из резистивного материала, расположенный на защитном слое 3, дополнительное кольцо 7 из проводящего материала, выполненное с возможностью перемещения вдоль образующей полого , цилиндра 6 и гальванически контактирующее с его поверхностью, а также общие вьшоды 8 и 9 полого цилиндра 6.

Выполнение полого цилиндра 6 перфорированным, т.е. с отверстиями на его

боковой поверхности, позволяет при сохранении оптимальной распределенной емкости резистивного слоя 2 резистора на этот полый цилиндр 6 расположить его непосредственно на поверхности зашитного слоя 3 резистора (уменьшить габариты резистора) и совместить в полом цилиндре 6 дополнительный элемент - индуктивность. С целью настройки резистора на максимальный диапазон рабочих частот перфорированный полый цилиндр 6 охвачен дополнительным кольцом 7 из проводящего материала, выполненным с возможностью перемещения и фиксации.

Работа резистора в электрической цепи не отличается от. известных, однгисо область рабочих частот существенно щире (выводы 8 и 9 соединяются с общим выводом схемы).

На эквивалентной схеме предлагаемого резистора (фиг 2) (более точная эквивалентная схема увеличивает раопределенный характер индуктивного и резистивного сопротивлений перфорированного цилиндра) следующие обозначения:

R - сопротивление резистора; С - паразитная емкость резистора;

Ср - распределенная емкость ре- зистивного слоя 2 на полый цилиндр 6; Сц- емкость резистивного слоя 2 .

на кольцо 7;

Lg - индуктивность полого цилиндра 6; Rg - резистивное сопротивление

полого цилиндра 6; RJ. ,Чц - сопротивление генератора и нагрузки, между которыми включен резистор. При С О , Lg О и Rg О структура цепи (фиг. 2) соответствует эквивалент, ной схеме прототипа. Индуктивность и резистивное сопротивление полого цилиндра 6 в L2J малы и не оказывают влияния на диапазон рабочих частот высокоомного резистора.

Рассмотрим последовательно АЧХ резистора (фиг. 2), изображенные на фиг. 3,га обозначено: OLQ - затухание, вносимое вы сокоомным не проволочным резистором на нулевой частоте; г - частота.

Кривая 1 определяет зависимость затухания резистора от частоты при. отсутствии полого цилиндра 6. Спад затухания при увеличении частоты (или уменщении сопротивления резистора) обуслов- леи пашэитной емкостью гюзистора, Кри« 37. , соответствует , Ioraa (резистор ло. в польки ципнияр зэ проаоця- того мйтэриала со сплотг сй боковой ЭерУ.ОСТЫО (-ШауКТ вНОС7.Ъ такого ЧИЛГ-и-Щ ре пр кт;:ческк равна нулю), .При этом распределенная емкость Ср этого попого цилинпра, определяемого его циаметром, имеэт оптимальное значение (АЧХ максимально плоское). Если величина eMКОСТИ резистора на полый цилинцр больше (циаметр цилинара) оптимальной величины (кривая 3 на фиг. 3), то резко уввл1гчивается н6равномерность затухания, вносимого f 3HCTopoM (т.е. увеличивается частотная зависимость его сопротивления) и сокращается диапазон его рабочих час-тот. В связи с этим полый Цилиндр в известном резисторе не может быть раоположен непосрецстзенко на поверхности его защитного слоя недопустимого увеличения раслрэцеленной емкости Ср, Кроме того, поскольку увели гание зка чения емкости Ср выше ее оптимального значения приводит к унелт -.теняю частот™ НОЕ з-ч.висимссти сопротивлзнкя рэзисто- ра, то только этой емкости недостаточно для существенного расширения его п.иапа«зона pa6o4t x частот полый цилишр б должен совмещать в себе (кроме емко стч Ср) индуктивность. Кривой 4 (фиг 3) соот етствует выполнекие полого цилиндра 6 в форме беличьего колеса из проводящего материа ла, отличающегося индуктивным сопротив«« лением. При этом емкость С п имеет оптиКЯПЬИОЭЕ S.&S. и у прототипа значение, а ИлЧцу.ктивность полого цклйнцрз. 6 обра- эуэт с этой емкостью последоэательный резонансный .контур, частота р€ аонанса котор4/го устанавливается Е 2-.3 раза выше верхней граничной частоты рэаистори, у которого полый щшингф отличается только емкостным сопротивлением ( только емкость Ср ). При этом величина Ср определяется площадью внутренней поверхности перфорированного полого цилиндра 6 (белкгчьего колеса) и D электрической проницаемостью защитного покрытия 3, а индуктивность .толщиной и количеством перемычек этого колеса. Выполнение полого цилиндра 6 перфорированным, в частности в форме бе пичьего колеса, позволяет в отличие от прототипа расположить его непосредствен но на пояюр лости защитного покрытия ре зистора (например, нанести перфорированный цилиндр путем .напыления), что уменьшает габарить всвысокоомного не пргмолс-щого резистора,. П.альяе.йшее расширение диапазона ра боч5« частот прэалагаэмого высокооммо. го непроволочного сеэистопа на фиг. 3 кривая 5) полученного путем вы полнения перфорировакного полого цилиндра 6 (беличьего колеса) из рескстивного материала (на фиг, 2 сопротивления Н§ ). Это позволяет уменьшить цо необходимого значения добротность последовательного резонансного контура, образов0.нного распределенной емкостью резистора, на перфориро.ванный полый циnj-fflKp 6 и дополнительное кольцо 7 и индуктивностью полого цилиндра 6. Охват перфорированного полого цил1-шд ра (беличьего колеса) дополнительным подвижным кольцом 7 из провод5шего материала,гальванически связанным (кон- так;тир;/-ющим) с перемычками этого колеса, позволяет создать цополнительную емкость резистора на перфорированный полый цилиндр. Настройка реаксторе. на максимальный диапазон рабочих частот в случае необходимости (например, в том случае, когда резистор включают между неравными сопротивлениями генератора и нагрузки ) осуидаствляется перемещением дополнительного кольца 7 вдояь образующей полого цилиндра 6. Емкость кольца С к (фиг. 2) обрв.зует с 1дазкстором R Т-образный аеяитель напряжения, значения сопр-этивлений ПЭследо.вательных плеч которого зависят от положения дополнительного кольца. 7. При вклкиении резистора R , например между равными сопротивлениями R г и RH емкость С Si, оказьшает наибольшее влия- ние на АЧХ резистора, когда кольцо установлено так, что делит рэзистор вдоль образующей на две равные части. Использование подвижного дополнительного кольца 7 для настройки пезистора на „малссимальный диапазон рабочих частот (на минимальную неравномерность его .А.ЧХ) является более простым конструктивным решением, этой задачи по сра.внению с прототипом, для зтой цели используется провоактдий цилиндр с регулируемым диаметром. Кроме того, настройка с помощью дополнительного кольца 7 осушествляется без увеличения габаритов рези.с.тора. Согласно второму варианту фиг, 4) высокосмный непроволочный разистор содержит диэлектрическое трубчатое основание 1, нанесенные .на это сонование резкстивный слой 2 л затинтнь.гй слой 3,

Бывоаы,4 и 5, непоцвнжный полуцилиндр 10 с кольцевыми контактными окончаниями и полуцилиндр 11 (вращающийся относительно непоцвижного полуцилиндра 10) со сплошными контактными окончаниями, на которые запрессованы контактные колпач ки цополнительных аксиальных выводов 8 и 9 из провоаящего материала. Настройка резистора на максимальный диапазон рабочих частот осуществляется врашени- ем (за выводы 8 или 9) полуцилиндра 11 относительно непоцвижного полуцилина- ра 10, которые совместно с диэлектрическим трубчатым основанием 1 и резистивным слоем 2 образуют переменный конденсатор, величина емкости которого изменяется в два разе..

Эквивалентная схема предлагаемого высокоомного непроволоч} ого резистора (второй вариант) и обоснование вклада каждого элемента конструкции в цости™ жение поставленной цели такие же как и у первого варианта высокоомног-С) непроволочного резистора (фиг. 2 и фиг. З), Полый цилиндр, выпо/шенный в виде подвижного 11 и неподвижно™ го 10 полуцилиндров размешенный внутри трубчатого основания совмещает в себе емкость, индуктивность н резистивное сопротивление, что позволяет расширить

диапазон рабочих частрт резистора. Указанное размещение полого цилинцра позволяет уменьшить габариты высокоом- кого непроволочного резистора.

Работа резистора в электрической схеме ничем не отличается от известных

цопотшительные выводы 8 и 9 заземляются.

Диапазон рабочих частот второго варианта резистора (согласно испытаниям) несколько шире, чем у первого варианта. Размещение полых цилиндров в обоих вариантах позволяет увеличить рассеиваемую мощдость резисторов по сравнению с прототипом, так как эти цилиндры непосредственно контактируют с телом резистора и являются теплоотводамк. Первый вариант предлагаеьюго высокоомного непроволочного резистора технологичнее, так как все дополнительные элементы конструкции размешены на его внешней поверхности.

Предлагаемые варианты высокоом- ного непроволоиого резистора в 2-3 раза более широкополосны и имеют меньшие габариты и более простую конструкцию, чем известные резисторы.

cpue.i