Конденсатор переменной емкости

Авторы патента:

H01G7/06 - с диэлектриком, диэлектрическая проницаемость которого зависит от приложенного напряжения, т.е. сегнетоэлектрические конденсаторы (электреты H01G 7/02)

Союз Советсиня

Социалистичесиия

Республик

О (61) (22) 3 с при

9вударственвй иаииит

СИР по лвяан «забретеиий и втсрьебЯ (23) (72) Автор изобретения

Л. Л. Ананьев (7 I ) Заявитель (54) КОНДЕНСАТОР ПЕРЕМЕННОЙ ЕМКОСТИ

Изобретение относится к радиотехнике, "в, ! частности к быстрой перестройке сверхпрово дящих колебательных контуров по частоте, в может быть использовано в любой области для обеспечения быстрых и точных пространственных перемещений.

Известен конденсатор переменной емкости, содержащий статорную и роторную обкладки, привод оси роторной обкладки с пьезоэлементами 11).

Недостатком конденсатора является необходимость использования мощных генераторов тока для создания магнитных полей высокой напряженности и большие габариты, обусловленные малым коэффициентом магнитострикции.

Цель изобретения вЂ” увеличение точности настройки, уменьшение габаритов и увеличение коэффициента перекрытия по емкости.

Это достигается тем, что в конденсаторе переменной емкости, содержащем статорную и роторную обкладки, привод оси роторной обкладки с пьезоэлементами, привод оси роторной обкладки содержит две пары прижимных гу2 бок, механически соединенных с двумя ларами пьезоэлементов, причем пьезоэлементы в каждой паре установлены под прямым углом, а сами пары размещены симметрично относительно оси роторной обкладки.

На фиг. 1 схематически изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2вЂ” разрез А вЂ” А на фиг. 1 по оси симметрии.

В корпусе 1 устройства жестко закреплены во взаимоперпендикулярных плоскостях (на днище н стенках) пьезоэлементы 2 и

3, представлякзцие собой шайбы, изготовленные из пьезокерамики (например HTC вЂ” 19), покрытые с торцов электропроводным материалом. Ось 4 перемещения роторной обкладки 5 помещена в корпусе 1 таким образом, что имеет возможность поступательного перемещения с некоторым трением, обеспечивающим достаточно . жесткую фиксацию ее в каждом промежуточном погоженни. С пьезо. элементами 2 и 3 жестко связаны прижимные губки 6, изготовленные из достаточно прочного и эластичного материала (например стали !Х18Н9Т), другие концы которых об805434 4 частотой управляющего напряжения и величиной единичного перемещения. Например для того, чтобы осуществить программное перемещение роторной обкладки конденсатора, переменной емкости на 1,5 мм с точностью

1 мкм потребуется при частоте управляющего напряжения 100 кГц (частота собственного резонанса преобразователя толщиной 10 мм, изготовленного из ЦТС вЂ” 19) 15 мс. При этом частота настройки сверхпроводящего колебательного контура изменится вдвое, а точносп установки частоты составит 0,07%. При использовании системы автонастройки точность установки частоты может быть существенно повышена, так .как кроме дискретной составляющей перемещения в этом случае используется и аналоговая, позволякщая интерполировать между дискретными точками так же, как и в обычном пьезопреобразователе.

Использование временного накопления пере- . мещения позволяет существенно (более чем в

10 раз) уменьшить габариты электронно управляемого конденсатора переменной емкости при увеличении коэффициента перекрытия по ем25

Так как после установки частоты настройки предлагаемое устройство может быть обес. точено, то достигается большая экономия энергии и, что особенно важно для устройств, работающих при криогенных температурах, резко уменьшаются тенлопритоки к охлаждаемому объекту. разуют цангу, охватывающую ось 4 с зазором порядка 1 мкм.

Статорная обкладка 7 конденсатора переменной емкости электрически связана с катуш кой индуктивности сверхпроводящего колебателън то контура. Пьезоэлементы подключены к генератору управляницих сигналов 8, причем пьезоэлементы 3 могут подключаться как непосредственно к генератору 8, так и через инвертор 9 при помощи тумблера 10.

Генератор 8 электрически связан с устройством 11 управления, работающим как по автономной программе, так и в цели обратной связи следжцей системы.

Конденсатор работает следующим образом.

Частотная перестройка контуров с помощью предлагаемого конденсатора происходит следующим образом, При подаче управляющего напряжения на пьезоэлементы 3 происходит их удлинение, которое за счет жесткой связи передается на прижимные губки 6. и происходит прижим губок к оси 4 (цанга зажимается). Затем подаем управляющее напряжение на пьезоэлементы 2, происходит их удлинение, которое через губки 6 приводит к перемещению оси 4 и закрепленной на ней обкладки 5 конденсатора.

При изменении полярности управляющего напряжения губки 6 отжимаются от оси 4 при помощи пьезоэлементов 3 (цанга разжимается) и отводятся назад при помощи пьезоэлементов 2. Таким образом, подбираясоответствую. щие параметры пьезоэлементов, можно добиться того, что ось 4 будет совершать периодические продвижения вперед, цикл за циклом, в полном соответствии с периодичностью управлякхцего напряжения. Для реверсирования перемещения достаточно изменить фазу управляющего напряжения на пьезоэлементы 3 при помощи инвертора 9 и тумблера 10. Величина перемещения определяется нри помощи

1с1чнка циклов, размещенного в устройстве управления 11 (при программном режиме работы), либо с помсщью цепи обратной связи,. осуществляющей настройку сверхпроводящего колебательного контура на заданную частоту. . Точность настройки сверхпроводящего контура определяется величиной единичного пере; мещения (при программном режиме работы), либо системой автонастройки при работе в режиме слежения. Скорость перемещения и, следовательно, время настройки определяется

Формула изобретения

Конденсатор переменной емкости, содержащий статорную и роторную обкладки, привод оси роторной обкладки с пьезоэлементами, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности настройки, уменьшения габа4О ритов И увеличения.коэффи .чента перекрытия цо емкости„привод оси роторной обкладки содержит две пары прижимных губок, механически соединенных с.двумя парами mesoэлементов, причем пьезоэлементы в каждой

45 паре установлены под прямым углом, а.сами пары размещены симметрично относительно оси роторной обкладки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР М 396731, кл. Н 01 6 7/Об, 1 973.

805434

Корректор Н Швыдкая

Составитель 10. Беспалова

Техред: Л. Пекарь

Редактор М. Недолужеико

Заказ 10916/77

Подписное

Тираж 795

ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Конденсатор переменной емкости // 783868

Конденсатор переменной емкости // 769650

Нелинейный пассивный элемент // 566271

Нелинейный электрический конденсатор // 527751

Планарный нелинейный конденсатор // 429474

Патент 356707 // 356707

С вч-в ар и ко ид // 354481

Способ изготовления заготовок для варикондов // 345528

Емкостный электрически управляемый элемент для вч устройств // 333639

Электрический конденсатор // 2266585

Изобретение относится к области электротехники и электроники, в частности к устройствам, накапливающим электрические заряды - конденсаторам, и может быть использовано при создании конденсаторов с существенно повышенной электроемкостью

Сегнетоэлектрический элемент для запоминающего устройства с оптическим считыванием информации // 2338284

Изобретение относится к области электроники и может быть использовано при конструировании датчиков оптического излучения видимой области спектра и преобразователей солнечной энергии

Способ управления емкостью электрического конденсатора и конденсатор переменной емкости на основе этого способа // 2443033

Изобретение относится к радиоэлектронной промышленности, а именно к способу управления емкостью электрического конденсатора и конденсатору переменной емкости на основе этого способа, и может быть использовано в конденсаторостроении

Электрический генератор // 2446498

Изобретение относится к способам, химическим составам и устройству для генерации электричества

Нелинейный конденсатор с электрически управляемой емкостью // 864354

Способ управления диэлектрическими характеристиками криоэлектронного конденсатора // 1035653

Нелинейный диэлектрический элемент // 1057993

Емкостный прибор и резонансная схема // 2523065

Заявленное изобретение относится к области электротехники и направлено на предотвращение изменения емкости при смещении электродов, расположенных один напротив другого через слой диэлектрика. Емкостный прибор согласно изобретению содержит слой (10) диэлектрика, первый электрод (11), выполненный на заданной поверхности (10а) слоя (10) диэлектрика, и второй электрод (12), выполненный на противоположной поверхности (10b) слоя (10) диэлектрика. Первый и второй электроды (11, 12) выполнены такой формы, чтобы даже в случае смещения первого электрода (11) в заданном направлении относительно второго электрода (12) площадь перекрывающейся области противоположных электродов между первым электродом (11) и вторым электродом (12) оставалась неизменной. Повышение стабильности работы емкостных приборов с переменной емкостью является техническим результатом заявленного изобретения. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 61 ил.

Сегнетоэлектрический свч конденсатор // 2529885

Изобретение относится к области СВЧ радиоэлектроники и предназначено для работы в СВЧ устройствах при повышенном уровне мощности СВЧ сигнала в качестве нелинейного элемента в виде сегнетоэлектрического конденсатора с электрическим управлением номинала емкости. Сегнетоэлектрический (СЭ) конденсатор состоит из диэлектрической подложки (1), на которой из электропроводящей пленки сформированы электроды планарного конденсатора (2) и (3), электроды (6) и (7) для подачи управляющего напряжения и полосковые линии (4) и (5), соединяющие электроды (2),(6) и электроды (3), (7), СЭ пленки (8), покрывающей диэлектрическую подложку с электродами, на которой из электропроводящей пленки сформированы электроды (9) и (10) над электродами (2) и (3) с частичным перекрытием площадей для подключения к внешней СВЧ цепи и электроды (11) и (12) над электродами (6) и (7) для подключения к внешней цепи управления. Конденсаторы с электродами (2) и (9) и с электродами (3) и (10) блокируют протекание постоянного тока от источника управляющего напряжения через СВЧ цепи. Индуктивное сопротивление полосковых линий (4) и (5) предотвращает утечку мощности СВЧ сигнала во внешние цепи управления СЭ конденсатором. Техническим результатом заявленного изобретения является снижение уровня управляющего напряжения при повышенных уровнях мощности СВЧ сигнала. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

Способ изготовления сегнетоэлектрического конденсатора // 2530534

Изобретение может быть использовано в микроэлектронике при изготовлении широкого класса управляемых электрическим полем элементов, в частности для производства энергонезависимых сегнетоэлектрических запоминающих устройств. Для изготовления сегнетоэлектрического конденсатора на подложку (1) напыляют нижний электрод (2), на который послойно наносят пленкообразующий раствор на основе цирконата-титаната свинца с послойными сушкой и пиролизом для формирования нескольких слоев твердого раствора (3-1)…(3-n). Сформированные несколько слоев твердого раствора (3-1)…(3-n) подвергают кристаллизации (4) для получения сегнетоэлектрической пленки (5). На сегнетоэлектрическую пленку (5) напыляют верхний электрод (6). В пленкообразующий раствор на основе цирконата-титаната свинца для формирования слоя твердого раствора (3-1), примыкающего к нижнему электроду, вводят 0÷7%-ный избыток свинца сверх стехиометрии, а в пленкообразующий раствор на основе цирконата-титаната свинца для формирования остальных слоев твердого раствора (3-2)…3-n вводят 8÷30%-ный избыток свинца сверх стехиометрии. Изобретение обеспечивает улучшение электрических свойств сегнетоэлектрической пленки (5) на основе цирконата-титаната свинца: повышает остаточную поляризацию, увеличивает диэлектрическую нелинейность и снижает токи утечки. 8 з.п. ф-лы, 6 ил., 2 пр.