Подстроечные резисторы

компании Murata

Компания Murata, основанная в середине прошлого века, сегодня является мировым лидером в исследовании к рамических материалов и возможностей их применения в производстве электронных компонентов. Спектр товаров, производимых компанией, чрезвычайно широк,мы коснемся только узкой его части — подстроечных резисторов.

Цель статьи — ознакомление читателя с ассортиментом продукции, а также раскрытие некоторых особенностей применения высокотехнологических компонентов.

Для удобства, напомним читателю основные теоретические положения. Итак, резисторы относятся к числу самых массовых изделий электронной техники. Их доля составляет около 40% всех элементов, используемых в радиоэлектронной аппаратуре. Функция резисторов — регулирование и распределение электрической энергии между цепями и элементами схем.

В зависимости от выполняемых функций различают резисторы постоянные, с фиксированной при изготовлении величиной сопротивления, и переменные, величина сопротивления которых может быть изменена путем перемещения подвижного контакта.

Переменные резисторы, в зависимости от назначения, подразделяются на подстроечные и регулировочные. Подстроечные резисторы рассчитаны на однократную настройку аппаратуры. Их подвижная ось обычно выводится под шлиц, в некоторых случаях предусматривается стопорение оси после настройки. Износоустойчивость подстроечных резисторов невелика — 150 –200 поворотов оси. Регулировочные резисторы используются при многократных регулировках аппаратуры, обладают большой износоустойчивостью (до нескольких сот тысяч циклов).

Переменный резистор состоит из корпуса, проводящего элемента и подвижной системы с контактом.

Известны два способа включения переменных резисторов в схему: потенциометрический и реостатный — отсюда появилось понятие потенциометр. Под этим понимают переменный резистор, предназначенный для работы в потенциометрической схеме. На практике широкое распространение получили оба способа,используемые в равной мере.

Для описания свойств переменных резисторов, кроме основных параметров, присущих и постоянным и переменным резисторам (сопротивление, мощность, точность), используют специальные характеристики, которые отражают их функциональные и конструктивные особенности. Таких характеристик несколько. Перечислим их.

Функциональная зависимость (кривая регулирования). Кривая, которая показывает зависимость величины сопротивления между подвижным контактом и одним из неподвижных контактов проводящего элемента от угла поворота. По характеру функциональной зависимости переменные резисторы разделяются на линейные и нелинейные. Характер нелинейной зависимости определяется схемными задачами, для решения которых предназначен резистор. Наиболее распространенные нелинейные зависимости — логарифмические и обратно-логарифмические.

Разрешающая способность. Важная характеристика переменных резисторов, показывающая, какое наименьшее изменение угла поворота подвижной системы резистора может быть различимо. Ее характеризуют минимально допустимым изменением сопротивления при весьма малом перемещении подвижного контакта.

У непроволочных резисторов разрешающая способность теоретически неограниченна и лимитируется дефектами и неоднородностями проводящего слоя, контактной щетки и величиной переходного контактного сопротивления.

Шумы вращения. При вращении подвижной системы резистора, помимо тепловых и токовых шумов на выходное напряжение, зависящее от угла поворота, накладывается еще одна составляющая — напряжение шумов вращения. Их уровень значительно превышает тепловые и токовые шумы в резисторе и достигает 30 –40 дБ. Шумы вращения особенно характерны для непроволочных потенциометров.

Источниками шумов вращения могут быть:

• шумы переходного сопротивления, возникающие в результате появления контактной разности потенциалов между щеткой и резистивным элементом;
• термоэлектродвижущая сила, возникающая от нагрева проводящего элемента при быстром вращении подвижной системы;
• неоднородность структуры и дефекты в проводящем слое и контактной щетке.

Износоустойчивость. Под износоустойчивостью понимают способность резистора сохранять свои параметры (противостоять изнашиванию) при многократных поворотах подвижной системы. Это одна из основных эксплуатационных характеристик резисторов.

Количественно износоустойчивость оценивается числом циклов перемещения подвижной системы в течение срока службы при сохранении стабильности параметров в пределах установленных допусков и определяется в основном конструкцией, материалом и формой подвижного контакта и резистивного элемента и контактным давлением.

Для подстроечных резисторов, поскольку они используются для разовых регулировок, высокая износоустойчивость не требуется. Число циклов перемещений подвижной системы для них не превышает 150 –200.

Подстроечные резисторы Murata

В мире сложилась устойчивая тенденция к миниатюризации, следствием которой является устойчивый спрос производителей радиоэлектронного оборудования на более миниатюрные электронные компоненты. Не стала исключением и освещаемая в рамках этой статьи продукция компании Murata.

На рисунке показана диаграмма, позволяющая наглядно увидеть классификацию элементов в зависимости от вида монтажа, размера и типа проводящего элемента. Из рисунка видно, что ассортимент представленной продукции разделен на две большие ветви: это подстроечные резисторы поверхностного монтажа и выводные. Последние представлены как в однооборотных, так и в многооборотных вариантах. По типу проводящего элемента они относятся к керметным. Семейство подстроечных резисторов поверхностного монтажа более обширно. Мы видим здесь разделение по слою проводящего элемента на керметные и углеродные. Кроме того, особенно хочется акцентировать внимание читтеля на габаритных размерах элементов: это и 2-, 3-и 4-миллиметровые корпуса. Воистину торжество миниатюризации!

Проведем более детальный анализ рассматриваемой продукции. Основные характеристики подстроечных резисторов фирмы Murata приведены в таблице 1.

Таблица 1.Характеристики подстроечных резисторов Murata

Несколько слов об основных сериях подстроечных резисторов и их особенностях:

Серия PVS1. Имеет пыленепроницаемый корпус, благодаря которому достигается устойчивая работа и повышенная над жность изделия, кроме того, резистор имеет низкий профиль (высота 2,1 мм), а также позолоченные контакты, что позволяет добиться высоких результатов при пайке. За счет применения специального материала резистивного слоя, устройства этой серии выдерживают 1 млн рабочих циклов и могут использоваться в качестве датчиков позиционирования.

Серия PVG5. Закрытая конструкция обеспечивает повышенную над жность изделия при воздействии факторов внешней среды. Многооборотная система настройки позволяет точно выставить требуемый параметр. Выпускается в двух модификациях (с горизонтальной и вертикальной регулировкой) и имеет компактные размеры корпуса.

Серия PVZ2. Имеет сверхмалые размеры корпуса (высота 1,0 мм). Наличие позолоченных выводов позволяет достичь высочайшего качества пайки. Токосъемник имеет крестообразную форму, что значительно облегчает процесс настройки. В этой серии подстроечных сопротивлений Murata не используется пластиковых деталей. Это дает возможность паять резисторы при более высокой температуре, что позволяет отказаться от использования свинцовосодержащих припоев и повысить безопасность процесса промышленного производства.

Серия PVG3. Устойчивая работа этой серии достигнута конструкторами благодаря применению специального закрытого корпуса, который защищает резистор от пыли и жидкости. Широкое и глубокое отверстие ротора обеспечивает легкость регулировки. Кроме того, серия позволяет выдерживать тепловые перегрузки, возникающие при пайке.

Серия PV32. Выпускается в 6 различных модификациях, как с горизонтальной, так и с вертикальной регулировкой ротора. Диаметр корпуса — 6 мм. Серия является отличной заменой отечественного резистора СП3-19.

Серия PVM4. Имеется несколько модификаций, предназначенных для поверхностного монтажа. Серия является изолированной и имеет крестообразную форму ротора токосъемника, облегчающую процесс настройки. Размер корпуса 4 мм.

Серия PV12. Выводные многооборотные керметные резисторы. Имеют небольшие размеры корпуса (7,6 мм). Выпускаются в нескольких модификациях с вертикальной и горизонтальной регулировкой.

Серия PV36. Многооборотный выводной резистор. Имеет закрытый корпус, размер — 9,5 мм.

Основные сферы применения

Подстроечные резисторы являются неотъемлемым элементом радиоэлектронных схем и широко применяются в радиоэлектронной аппаратуре различного назначения, область охвата практически безгранична. Рассмотрим основные сферы применения подстроечных резисторов фирмы Murata (табл.2).

Таблица 2. Основные сферы применения подстроечных резисторов Murata

Анализируя данные (табл.2), видим, что наиболее универсальными моделями являются серии PVZ2, PVZ3; PVA3 и PVS3, одинаково подходящие для использования как в цветных ЖК-мониторах, проигрывателях DVD, системах проводной и безпроводной связи, так и в малошумящих усилителях и т.д.

Универсальность этих серий обеспечивается, прежде всего, наличием широкого диапазона сопротивлений, способом монтажа (SMD) и габаритными размерами корпуса.

Более специализированными, но также широко применяемыми, являются резисторы серий PVG3, PVG5; PV36, PV37 и PVC6.

Область их использования — медицинские и измерительные приборы, источники питания, копировальные аппараты, денежно-счетные машинки и некоторые другие. Специфичность их применения обусловлена наличием закрытого корпуса и способностью работать в аппаратуре, использующей повышенные рабочие напряжения и токи.

Аналоги

Было бы ошибочно считать компанию Murata единственным производителем подстроечных резисторов. Рассматривая эти компоненты, мы не могли не затронуть продукцию и других мировых производителей, успешно работающих в этой области. К ним можно отнести таких «монстров » электронной промышленности, как Rohm, Copal, Bourns, BI Tech, Vishay (табл.3).

Таблица 3. Импортные аналоги подстроечных резисторов Murata

Рассматривая рынок отечественной продукции, можно отметить, что промышленность выпускает огромное количество типов переменных резисторов и основная проблема заключается в том, что подобрать аналоги из всего этого многообразия не всегда удается. Информация о наиболее близких аналогах дана в табл.4.

Таблица 4.Отечественные аналоги подстроечных резисторов Murata

Наборы для разработчиков

Специально для разработчиков радиоэлектронной аппаратуры фирмой Murata выпускаются наборы подстроечных резисторов — так называемые Design KIT (табл.5).

Таблица 5.Наборы для разработчиков

Все данные предоставлены компанией Murata.

Юрий Левашов

Статьи по: ARM PIC AVR MSP430, DSP, RF компоненты, Преобразование и коммутация речевых сигналов, Аналоговая техника, ADC, DAC, PLD, FPGA, MOSFET, IGBT, Дискретные полупрoводниковые приборы. Sensor, Проектирование и технология, LCD, LCM, LED. Оптоэлектроника и ВОЛС, Дистрибуция электронных компонентов, Оборудование и измерительная техника, Пассивные элементы и коммутационные устройства, Системы идентификации и защиты информации, Корпуса, Печатные платы