CC BY
69Компоненты и технологии, № 1'2003
Подстроечиые резисторы
компании Мигаїа
В эпоху миниатюризации и интеграции стоит проблема уменьшения габаритных размеров таких элементов радиоэлектронных схем, как переменные резисторы. В статье рассмотрены подстроечные резисторы производства компании МигаГа, предназначенные для широкого использования в различных радиоэлектронных устройствах.
Юрий Левашов
Компания Мига1а, основанная в середине прошлого века, сегодня является мировым лидером в исследовании керамических 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 ха-
рактеристики, 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 много-------www.finestreet.ru-----------------------
Компоненты и технологии, № 1'2003
Таблица 1. Характеристики подстроенных резисторов Murаtа
Характе- SMD открытые SMD закрытые Выводные
ристика PVS1 PVZ2A PVZ3A PVZ3R PVA3 PVS3 PVG3 PVM4 PVG5 PVC6 PV36 PV37 PV23 PV12 PV32
Диапазон сопротивлений 10 кОм 500 Ом-1 мОм 200 Ом-2 мОм 200 Ом-2 мОм 100 Ом-2 мОм 100 Ом-2 мОм 10 Ом-2 мОм 100 Ом-2 мОм 10 Ом-2 мОм 10 Ом-5 мОм 10 Ом-2 мОм 10 Ом-2 мОм 10 Ом-2 мОм 10 Ом-2 мОм 50 Ом-5 мОм
Допустимое отклонение +/-30% +/-30% +/-30% +/-30% +/-10% +/-10% +/-20% +/-20% +/-10% +/-10% +/-10% +/-10% +/-10% +/-10% +/-20%
Максимальное напряжение, В 5 50 50 50 50 50 200 50 300 300 300 200 300 300 300
Номинальная мощность, Вт - 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.25 0.25 0.25 0.5 0.5 0.25 0.75 0.5 0.5
Эффективный угол поворота 333 гр. 240 гр. 230 гр. 230 гр. 270 гр. 270 гр 210 гр. 240 гр. многообор 240 гр. многообор многообор многообор многообор 230 гр.
Диапазон температур -40/ +85 гр. -25/ +85 гр. -25/ +85 гр. -25/ +85 гр. -55/ +125 гр -55/ +125 гр -55/ +125 гр -55/ +125 гр -55/ +125 гр -55/ +125 гр -55/ +125 гр -55/ +125 гр -55/ +125 гр -55/ +125 гр -55/ +125 гр
ТКС ррт/°С +/-500 +/-500 +/-500 +/-500 +/-250 +/-250 +/-250 +/-250 +/-200 +/-100 +/-100 +/-100 +/-100 +/-100 +/-100
Материал резистивного элемента керметный углерод углерод углерод керметный керметный керметный керметный керметный керметный керметный керметный керметный керметный керметный
Число циклов подстройки >1М 10 10 10 10 10 - 20; 100 100 200 200 200 200 200 200
кратных 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 МигаГа
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 Мига1а.
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 читателя 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 Мига1а приведены в таблице 1.
Несколько слов об основных сериях подстроечных резисторов и их особенностях:
--------------------www.finestreet.ru -
/ Поверхностный \ I монтаж ^
Метод
монтажа
С
Выводные
Открытый \
корпус ^
. корпус Э С Вертикальная^ ^оризо^^альная^
І^^піеродньїй^^І^^<ерметный^| ^^глеродный^^|^^<ерметный^|’
вШЕЗВЗВІОЕ
Керметный
обратная
регулировка
для автоматикой регулировки с: гтбпором »раш,?ни<
эввштнв
'■«и
■#
€
РУШ
для ручной паики
дп« ав*оматичег»::и регулировки ■ отт :•(. :*м И- ■' -V # пои со стогором • рало»! ия ртам =6ра*на« рогулироока СО СТОПОРОВ 4;>аЛС"ИЯ ■М Ми П пм со ствраиісния 53
со стопором вращение тылам т РШІТ»
РЧЛМ^Р £
- 1 фі 1 гатит ршяд
■л НОЙ гают таргг
Рис. Классификация подстроечных резисторов фирмы МигаГа
Серия РУ81. Имеет пыленепроницаемый корпус, благодаря которому достигается устойчивая работа и повышенная надежность 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 выдержи-
вают 1 млн рабочих циклов и могут использоваться в качестве датчиков позиционирования.
Серия РУС5. Закрытая конструкция обеспечивает повышенную надежность изделия при воздействии факторов внешней среды. Многооборотная система настройки позволяет точно выставить требуемый параметр. Выпускается в двух модификациях (с гори-
63
Компоненты и технологии, № 1'2003
Таблица 2. Основные сферы применения подстроечных резисторов Murata
Таблица Э. Импортные аналоги подстроечных резисторов Murata
Подстроечный резистор
Сфера применения PVZ2 PVA3 PVG3 PV36
PVZ3 PVS3 PVG5 PV37 PVC6
Банкоматы # # # #
Видеокамеры # # #
CD-плейер # #
CD-ROM/R/RW # #
Радиоприемники #
Радиотелефоны # #
Кварцевые фильтры # #
DVD # # #
Система впрыска топлива # #
FDD # #
GPS # # #
MD-плейер # #
Измерительные приборы # # # # #
Медицинская аппаратура # # # # #
Мобильные телефоны #
Базовые станции мобильной связи # #
Модемы # #
Персональные компьютеры # #
Радиостанции # # # #
Источники питания # # #
Принтеры # # # #
Сенсоры # # # #
TV-приемники #
W-LAN # # #
Профессиональные видеокамеры # # # #
TFT-LCD # # #
Магнитофоны # #
Кабельное TV # #
CRT- дисплей # #
Murata Rohm Bourns BITech Vishay Sfernice Vishay Spectrol
Серия элементов
PVZ2A MVR22
PVZ3A MVR32 MVR34 3303
SMD PVZ3K 3303C
открытый PVA3 MVR32 MVR34 3303W
PVS3 MVR32 MVR34 3303W
PVG3 3313,3314 22A, 22B, 23A TS3, TS5YJ
SMD закрытый PVM4 3313, 3314, 3324, 3374 23 TS53YJ
PVG5 3214, 3224 44 TSM53 5W, 5X
PV01 3269 84 TS6, TS63
PVC6 3323, 3362, 3329, 3386 25, 62, 72, 82 T5, T53, T73 63, 75, 76
выводной PV36 3290, 3296, 3299 67, 68 T9,T93 64
PV37 3260, 3262, 3266 64 T6,T63 74
PV23 3006, 3009 89 T18 43
PV12 3339
зонтальной и вертикальной регулировкой) и имеет компактные размеры корпуса.
Серия РУ/2. 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 Мшга1а не используется пластиковых деталей. Это дает возможность паять резисторы при более высокой температуре, что позволяет отказаться от использования свин-цовосодержащих припоев и повысить безопасность процесса промышленного производства.
Серия РУС3. 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 РУ32. 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 РУМ4. Имеется несколько модификаций, предназначенных для поверхностного монтажа. Серия является изолированной и имеет крестообразную форму ротора токосъемника, облегчающую процесс настройки. Размер корпуса 4 мм.
Серия РУ12. Выводные многооборотные керметные резисторы. Имеют небольшие размеры корпуса (7,6 мм). Выпускаются в нескольких модификациях с вертикальной и горизонтальной регулировкой.
Серия РУ36. 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 Мшга1а (табл. 2).
Анализируя данные (табл. 2), видим, что наиболее универсальными моделями являются серии РУ22, РУ23; РУА3 и РУ83, 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; РУ36, РУ37 и РУС6.
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 Мшга1а 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 от-
нести таких «монстров» электронной промышленности, как Rohm, Copal, Bourns, BI Tech, Vishay (табл. 3).
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
Murata Отечественный аналог Примечания
PV12 СП5-16ВА не строгое соответствие
PV23 СП5-14 керметный-проволочный
PVC6E, H СП3-19Б
PV32H СП3-19А
PV36W СП5-2ВБ керметный-проволочный
PV36P СП5-2 керметный-проволочный
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
Код для заказа Содержимое
PVZ2KTA1 8 номиналов РУ22Д
PVZ3KTA1 8 номиналов РУ23Д
PVZ3KTK1 8 номиналов РУ23К
PVS3KT01 8 номиналов РУБ3
PVA3KT01 8 номиналов РУД3
PVG3KTA1 8 номиналов РУЭ3Д
PVG3KTG1 8 номиналов РУЭ3Э
PVM4KTA1 8 номиналов РУМ4Д***Д01
PVM4KTB1 8 номиналов РУМ4В***В01
PVG5KTA1 8 номиналов РУЭ5Д
PVG5KTH1 8 номиналов РУЭ5Н
64
Все данные предоставлены компанией Murata.
- www.finestreet.ru----------------
-Q-
