Блок конденсаторов переменнойемкости

 

Союз Советских

Соцмалмстических

Республнк

ОП ИС АНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

<>809417

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6)) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 090479 (21) 2750478/18-21

<511М. Кл. с присоединением заявки М

Н 01 G 5/14

Государственный комитет

СССРпо делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 280281. БюЛлетень Йо 8

ДатЬ опубликования описания 280281 (53) УДК 621. 319. . 4 (088. 8) (72) Автор изобретения

В. A. Артеменко (71) Заявитель (54) БЛОК КОНДЕНСАТОРОВ ПЕРЕМЕННОЙ

ЕМКОСТИ

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиоэлектронной промышленности.

Известен блок прямоемкостных конденсаторов движкового. типа, содержащий пакет пластин прямоугольной формы и подвижные электроды (1), Недостатком этого блока является возможность точного сопряжения контуров супергетеродинного приемника не более, чем в трех точках, Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является блок конденсаторов переменной емкости, содержащий пакеты подвижных . электродов, выполненных в виде пластин прямоугольной формы, пакеты неподвижных электродов и два основания для размещения электродов (2), Однако при использовании его для сопряжения частот двух контуров LC гетеродинного приемника понадобится применение параллельно-последовательной комбинационной. схемы соединений с конденсаторами постоянной емкости. Такая схема соединения не обеспечивает достаточной линейности характеристик прямочастотных конден-. саторов и сможет обеспечить точное сопряжение контуров не более, чем в трех точках диапазонов . Кроме того, недостатками блока конденсаторов являются наличие парази."них емкостей между торцовыми частячи пластин подвижных и неподвижных обкладок, ухудшающих линейность частотных характеристик; большие размеры блока, обусловленные применением пластин неподвижных обкладок треугольной формы, сравнительно с размерами других известных конденсаторов; сложность настройки радиоприемников прямого усиления.и особенно сопряжения по частоте контуров супергетеродинных приемников, Цель изобретения — повышение линейности частотных характеристик.

Поставленная цель достигается тем, что в блоке конденсаторов пе20 ременной емкости,,содержащем подвижные электроды, выполненные в виде пакета пластин прямоугольной формы, неподвижные электроды и два основания для размещения электродов, одно из оснований снабжено гребнем и боковыми стенками, а второе — пазом и выступающими полками, причем неподвижные электроды выполнены в ! виде пакета пластин трапецеидальной

30 формы и установлены на основании

809417 с воэможностью шарнирного перемещения, а одна из пластин пакета каждо. го иэ подвижных электродов выполнена с прямоугольным выступом.

На фиг, 1 изображен блок конденсаторов переменной емкости, общий вид; на фиг. 2 — то же, вид сбоку; на фиг, 3 - то же, вид сверху; на фиг. 4 — принципиальная электрическая схема одной секции блока конденсаторов переменной емкости; на фиг. 5 — схема образования начальных и конечных емкостей двух секций конденсаторов и совмещенный график зависимости частот контуров LC супергетеродинного приемника от величины перемещения подвижных электродов.

Блок конденсаторов переменной емкости содержит основание 1 для установки неподвижных электродов 2, представляющее собой желоб прямоугольного сечения с плоским днищем

3, противолежащими боковыми стенками 4 и 5 и центральным гребнем 6.

На днище 3 вдоль и симметрично по обе стороны от гребня 6 посредством винтовой оси 7 и втулки 8 с внутренней резьбой шарнирно установлены и отрегулированы по высоте неподвижные электроды 2.

Каждый иэ неподвижных электродов

2 представляет собой пакет плоских трапецеидальной формы пластин 9, установленных с помощью винтов 10 и 11 на основании 12, несущем на себе втулку 8. Для изменения углов наклона каждого из неподвижных электродов 2 в горизонтальной плоскости (плоскости пластин) в боковых стенках 4 и 5 основания 1 ввернуты винты 13 и 14, упирающиеся своими торцами в плечи изолирующего основания 12.

Для установки подвижных электродов 15 блок конденсаторов имеет основание 16 Т-образного сечения с пазом 17 и выступающими полками

18 и 19.

Каждый из подвижных электродов, носител м которых является основание 16, представляет собой пакет из плоских прямоугольных пластин 20, установленных с помощью винтов 21 и 22 вдоль и симметрично по обе стороны от паза 17.

Одна из пластин 20.в каждом пакете пластин имеет, выступающую;. прямоугольнун часть 23, выполйяющую роль компенсирующего электрода.

Основание 1, с установленными на нем неподвижными электродами 2, и основание 16, с установленными на нем подвижными электродами 15, сочленены между собой посредством скользящей пары — гребня 6 и паза

17 так, что края полок 18 и 19 свободно покоятся .на торцовых частях стенок 4 и 5.

45 где f f — верхняя и нижняя частоты

8к диапазона перекрытия;

С,С вЂ” максимальная и минимальСЕ CO ная емкости секции кон—

50 денсаторов, При этом минимальная начальная емкость С секции, составленная начальными емкостями конденсатора блока и емкостями конденсаторов

55 35, в целях обеспечения линейности частотной характеристики, выбрана равной

О,ОЩ /Span In-5)

С00 (2) d0 где правая часть (2) представляет собой известную в технике формулу многослойного конденсатора иэ и пластин, образующих площадь вэаимМеханическсе соединеня основа-. ний ) и 16 осуществляет я с помощью ведущего винта 24, проходяшего через отверстия в стойках ?5 и 26, установленных на основании ) со стороны торцов гребня 6, и продольное отверстие в основании 16 с его резьбовой частью 27. Продольная фиксация ведущего винта 24 осуществляется с помощью пружин 28 и 29, выполненных в виде отрезков стальной проволоки, уложенных в кольцевые выточки винта 24 н защемленных под отгибными скобами 30 и 31 на стойках 25 и 26.

Чередование пластин 20 и 9 подвижных и неподвижных электродов по высоте и установка зазоров между ними в каждом конденсаторе блока осуществляется с помощью винта 7.

Неподвижные электроды 2 в парал20 лельной пластинам плоскости, зафиксированы контргайкой 32.

Взаимная параллельность пластин

9 и 20 в конденсаторах блока обеспечивается скользящей посадкой полок

25 18 и 19 на торцы боковых стенок 4 и 5. Фиксация от взаимного перемещения пластин 9 и 20 в поперечном направлении обеспечивается скользящей посадкой паза 17 на гребень 6.

Каждый конденсатор 33 блока конденсаторов переменной емкости вместе с конденсатором 34 постоянной емкости и подстроечным конденсатором 35 образуют секцию прямочастотных конденсаторов (фиг. 4).

Параллельное присоединение к переменным конденсаторам блока конденсаторов 34 и 35 предназначено для образования начальных и конечных емкостей секций, заданная вели40 чина которых огределяется из соотношения

809417 (3) где C „(Сн) 10!

Ск(cê)— (4) С (С,),С„(С„ е Ь к = — =—

25 (5) где йŠ— текущее значение частоты для секции конденсаторов;

8 †. величина перемещения подвижного электрода; а,b -- меньшее и большее основания трапеции в зоне взаимного перекрытия пластин 9 и 20.

Образование емкостей двух секций конденсаторов с различными коэффициентами перекрытия по частоте поясняется рисунками и совмещенными графиками f(Е) (фиг. 5) и схемой (фиг.4}.

Из схемы образования начальных " 40 и конечных емкостей секций конденсаторов (фиг. 5) видно, что треугольник abc (а b c ) совместно с трапецией сЬЬ с„(с b b, c, ) образуют треугольник аЬ,с,(а b, c„ ), где 45 а(а ) — основание треугольника аЪс

l (а Ь с ) и верхнее основание трапе1 ции сЬЬ> c,(c Ь Ь, с„), лежащей .между осью ОХ перемещения подвижного электрода и веРтикальными линиЯми Т-I 50 и II-II; Ь(Ь ) — нижнее,,большее, основание той же трапеции; h (h) высота треугольника аЬс (а b с ) равная начальной условной координате хо подвижного электрода; Ит(h+) вйсота трапеции, равная максймальной величине 1р перемещения подвижного электрода.

Согласно (1) начальная емкость секции, составленная .емкостями конденсаторов 33-35 ЬО

î,î84å2ад (и о (б) 65

При перемещении подвижных электродов вправо, за счет приращения площадей взаимного перекрытия пластин

20 и 9 возрастают суммарные емкости секций конденсаторов. Одновременно с изменением периметров площадей взаимного перекрытия. пластин 20 и 9 появляются паразитные емкости между их торцами. Возрастание суммарных емкостей за счет паразитных емкостей компенсируется равным уменьшением емкости. компенсирующего электрода.

При нахождении подвижного электВ 1 рода в точке х„(х;) оси ОХ (ОХ ), емкость первой секции конденсаторов определяется величиной

Cc = K()d x . (8) 55 с =с„+с„с„+с„ ного перекрытия пластин по фсрмуле треугольника с плошадью S q (аЬс); расстояние между пластинами; где S — площадь треугольника аЬ4,с, составленная треугольником S<< и трапецией сЬЬ с, образующей максимальную зону перекрытия пластин

9 и 20 конденсатора .блока.

Выполнение условия, записанного формулой (3), и образование эоны взаимного перекрытия лластин 9 и

20 по форме трапеции обеспечивают получение частотной характеристики каждой секции конденсаторов вида и связь коэффициента перекрытия по частоте .с элементами зоны взаимного перекрытия конденсаторов блока о,оа(е -а h (n,- j

=к,o h д (7) емкость конденсатора переменной емкости,обусловленная наличием взаимного перекрытия пластин 9 и 20 в зоне

1 регулировок подвижного электрода левее вертикальной линии I-I (фиг. 5); емкость компенсирующего электрода, образованная наличием взаимного перекрытия компенсирующего электрода 23 с пластиной 9,площадь, лежа щая справа от линии

I-I (фиг. 5).

) — емкости конденсаторов

34 и 35, подключенных параллельно конденсаторам переменной емкости.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении подвижные электроды конденсаторов блока находятся в левом крайнем положении, при котором их правые кромки совпадают с линией I-Т (фиг. 5). Каждый из конденсаторов блока имеет начальную емкость Сн(С„) и начальную, мак1 симальную емкость Ск (С ) компенсирующего электрода 23.

Начальные емкости секций конденсаторов соответствуют величинам, записанным формулами (б) и (7).

Эти емкости отнесены к условным начальным координатам х», хо подвижных электродов, отсчитанных от вершины а(а ) треугольников аЬс и

6 а b "с, Им соответствуют f > и ЙВ верхние частоты диапазона перекрытия.

8094!7

1 к(=— м

/ь ь

4(1 ™

2 к«! г со (21) аналогично! > к .а (22) 1 гг (<.,к, (К5) 1„„(е} = — "= х, хо е

2 Г<. Г

< (23) ! (e}-- —,=

Кл Кл . вх к . x +Е о

Формула изобретения аналогично (9)

На основайии теоремы подобия треугольников (б) и (7) равнозначно представляются в виде

С =К вЂ вЂ . x =K x =K(h+8) (10)

b г г сл (< (})+ Г ) где К—

0 081 Я (n. -1) b о 2а(ьЕ ) (11) аналогично < !

0 081 6 (пд-1 !Ь где о 2 б (т+ p ) - (13)

Из (10) и (12) видно, что во всем диапазоне перемещений емкости обеих секций конденсаторов пропорциональны квадратам координат подвижных электродов x„ и х„., отсчитанных от начал осей. ОХ и ОХ, совпадающих с вершинами а и а, треугольников

abc и à b с (фиг. 5) .

Частотные характеристики секций конденсаторов определяются следующим образом

Кл

4= л (в

2! 1((лСс„хл (14) из (14) и (16) следует, что частотные характеристики обеих секций конденсаторов линейны и обратно пропорциональны значениям координат х ( и хл,в выражении (4) текущая коорди. ната х заменена равнозначной суммой х(!+ Г .

Замсяой в (10) и (12) аргументов

I t х„(х„) на а„(а„.) можно получить эйвивалентнйе выражения емкостей

С „=К„а и C . =К, (а"; ) (18) удобные для определения связи между элементами зоны взаимного перекрытия .и заданными высшей и низшей частотами диапазона.. Для конечных положений подвижных электродов на основании (18) получим со =к„а, Сст = К4Ь г г (19) и аналогичнр

Ссо кл (a< ), С, = К (b ) (20) (! Д ((! 2

Тогда коэффициенты перекрытия по частоте, как и было показано формулой (5 ) < Опрея!ел я< <: я (.-соти <о!в< .H H H ми

Таким образом, коэффициенты

15 перекрытия конденсаторов переменной емкости, при выполнении условия (1) могут быть однозначно заданы соотношениями оснований трапеций, образующих зоны взаимного перекрытия, между начальной х и конечной

20 х координатами.

В верхней части рисунка (фиг.5) приведены совмещенные графики, отображающие использование линейных свойств зависимостей (14) и (15) секций конденсаторов для точного сопряжения контуров гетеродина со входным контуром супергетеродинного приемника во всех точках принимаемого диапазона.

30 На графикад (фиг. 5)

Йце (Е ), Й В„(8) — зависимости частот гетеродинного и входного контуров

gC от величины перемещения Е подвижчых электродов

< (!,f — промежуточная частота приемника, численно равная разнице

Д = КЧЕ(Е) -ГВХ(Е) = const (24) в силу отмеченной линейности характеристик зависимостей (14) и (15) величина постоянная во всем диапазоне 6 р перемещений подвижных электродов и принимаемых частот f до ввх

50 й(в%

Сопряженные таким .образом контура обеспечивают одинаковую воэможность приема сигнала любой радиостанции, лежащей в диапазоне частот приемника, ерли она имеет достаточную для этого мощность.

®О Блок конденсаторов переменной емкости, содержащий подвижные электроды, выполненные в виде пакета пластин прямоугольной формы, непоцвнжные электроды и два основания для 5 размещения электродов, о т л и ч а ю809417

10 шийся тем, что, с целью повышения линейности частотных характеристик, одно из оснований снабжено гребнем и боковыми стенками, а второе — пазом и выступающими полками,,причем неподвижные электроды выпол- 5 иены в виде пакета пластин трапецеидальной формы и установлены на основании с возможностью шарнирного перемещения, а одна из пластин пакета каждого из подвижных электродов выполнена с прямоугольным выступом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Малогабаритная аппаратура.

Справочник, Киев, Наукова думка, 1972, с. 55-56.

2. Авторское свидетельство СССР

9 559111, кл. G 01 D 5/24, 1977 (прототип).

809417

Тираж 795 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Закаэ 444/71 филиал ППП Патент, r. Ужгород., ул. Проектная, 4

Составитель Л. Беспалова

Редактор С, Шевченко Техред С.Мигунова Корректор Б. Синицкая