Резисторы углеродистые или металлопленочные. Что необходимо знать о резисторах? Толстоплёночные и тонкоплёночные резисторы

Шесть резисторов разных номиналов и точности, промаркированные с помощью цветовой схемы
Рези́стор

или
сопротивление
(англ. resistor, от лат. resisto — сопротивляюсь) — пассивный элемент электрических цепей, обладающий определённым или переменным значением электрического сопротивления[1], предназначенный для линейного преобразования силы тока в напряжение и напряжения в силу тока, ограничения тока, поглощения электрической энергии и др.[2]. Весьма широко используемый компонент практически всех электрических и электронных устройств.

Схема замещения резистора чаще всего имеет вид параллельно соединенных сопротивления и емкости. Иногда на высоких частотах последовательно с этой цепью включают индуктивность. В схеме замещения сопротивление — основной параметр резистора, емкость и индуктивность — паразитные параметры.

Закон Ома для мгновенных значений тока и напряжения справедлив только в резистивных цепях.

Содержание

  • 1 Линейные и нелинейные резисторы
  • 2 Основные характеристики и параметры резисторов
  • 3 Обозначение резисторов на схемах
  • 4 Цепи, состоящие из резисторов 4.1 Последовательное соединение резисторов
  • 4.2 Параллельное соединение резисторов
  • 4.3 Смешанное соединение резисторов
  • 5 Мощность резисторов
  • 6 Делитель напряжения
  • 7 Классификация резисторов
  • 8 Резисторы, выпускаемые промышленностью
      8.1 Маркировка резисторов с проволочными выводами
  • 8.2 Маркировка SMD-резисторов 8.2.1 Кодирование 3 или 4 цифрами
  • 8.2.2 Кодирование цифра-цифра-буква (JIS-C-5201)
  • 8.2.3 Кодирование буква-цифра-цифра
  • 9 Некоторые дополнительные свойства резисторов
      9.1 Зависимость сопротивления от температуры
  • 9.2 Шум резисторов
  • 10 См. также
  • 11 Примечания
  • 12 Ссылки
  • 13 Литература
  • Линейные и нелинейные резисторы

    Все резисторы делятся на линейные и нелинейные.

    Сопротивления линейных резисторов не зависят от приложенного напряжения или протекающего тока.

    Сопротивления нелинейных резисторов изменяются в зависимости от значения приложенного напряжения или протекающего тока. Например, сопротивление осветительной лампы накаливания при отсутствии тока в 10-15 раз меньше, чем в режиме освещения. В линейных резистивных цепях форма тока совпадает с формой напряжения, вызвавшего этот ток.

    Номинал резистора

    При непосредственном подключении резистора к токовому выходу ЦАП, возникающее на резисторе напряжение оказывается приложенным к выходным ключам ЦАПа.

    Даже при небольших величинах прикладываемого напряжения, оно увеличивает вероятность возникновению ошибок преобразования ЦАП. В идеале, конечно, резистор должен обладать нулевым сопротивлением.

    С другой стороны чем меньше сопротивление резистора, тем меньше будет падение напряжения на нем, и тем больше сигнал придется усиливать.

    Если величина напряжения будет слишком мала, то шум резистора начнет оказывать заметное влияние на качество сигнала. Шум усиливается точно так же, как и полезный сигнал.

    Основные характеристики и параметры резисторов

    • Номинальное сопротивление — основной параметр.
    • Предельная рассеиваемая мощность.
    • Температурный коэффициент сопротивления.
    • Допустимое отклонение сопротивления от номинального значения (технологический разброс в процессе изготовления).
    • Предельное рабочее напряжение.
    • Избыточный шум.
    • Максимальная температура окружающей среды для номинальной мощности рассеивания.
    • Влагоустойчивость и термостойкость.
    • Коэффициент напряжения. Учитывает явление зависимости сопротивления некоторых видов резисторов от приложенного напряжения.

    Определяется по формуле: K U = R 1 − R 2 R 1 ∗ 100 % {\displaystyle K_{U}={\frac {R_{1}-R_{2}}{R_{1}}}*100\%} , где R 1 {\displaystyle R_{1}} и R 2 {\displaystyle R_{2}} — сопротивления, измеренные при напряжениях, соответствующих 10 % {\displaystyle 10\%} -ной и 100 % {\displaystyle 100\%} -ной номинальной мощности рассеяния резистора.[3]

    Некоторые характеристики существенны при проектировании устройств, работающих на высоких и сверхвысоких частотах, это:

    • Паразитная ёмкость.
    • Паразитная индуктивность.

    Проволочные резисторы

    Проволочные резисторы

    Этот вид резисторов различаются по внешности и размера. Проволочные резисторы, как правило, изготавливают из длинного провода на основе сплавов, обычно хрома, никеля или сплава медно-никель-марганца. Этот вид резистора, пожалуй, один из самых старых видов. Проволочные резисторы имеют превосходные свойства, такие как высокие показатели мощности и низкие значения сопротивления. В процессе эксплуатации эти резисторы могут сильно нагреваться, и по этой причине их зачастую помещают в металлический ребристый корпус для лучшего охлаждения.

    Обозначение резисторов на схемах

    а) обозначение, принятое в России и в Европе б) принятое в США
    По стандартам России условные графические обозначения резисторов на схемах должны соответствовать ГОСТ 2.728-74. В соответствии с ним, постоянные резисторы обозначаются следующим образом:

    Обозначение по ГОСТ 2.728-74Описание
    Постоянный резистор без указания номинальной мощности рассеивания
    Постоянный резистор номинальной мощностью рассеивания 0,05 Вт
    Постоянный резистор номинальной мощностью рассеивания 0,125 Вт
    Постоянный резистор номинальной мощностью рассеивания 0,25 Вт
    Постоянный резистор номинальной мощностью рассеивания 0,5 Вт
    Постоянный резистор номинальной мощностью рассеивания 1 Вт
    Постоянный резистор номинальной мощностью рассеивания 2 Вт
    Постоянный резистор номинальной мощностью рассеивания 5 Вт

    Переменные, подстроечные и нелинейные резисторы обозначаются следующим образом:

    Обозначение по ГОСТ 2.728-74Описание
    Переменный резистор (реостат).
    Переменный резистор, включенный как реостат (ползунок соединён с одним из крайних выводов).
    Подстроечный резистор.
    Подстроечный резистор, включенный как реостат (ползунок соединён с одним из крайних выводов).
    Варистор (сопротивление зависит от приложенного напряжения).
    Термистор (сопротивление зависит от температуры).
    Фоторезистор (сопротивление зависит от освещённости).

    Больше конкретики

    Статья писалась на основании разработки аудиотракта для плеера HiFiMan HM-601 с ЦАПом TDA1387. Но все сказанное относится к любым ЦАП-ам с несимметричным токовым выходом.

    На практике величина резистора выбирается достаточно маленькой, обычно в пределах 50-100 ом. В таком случае при максимальном выходном токе в 1 мА (для TDA1387) на выходе резистора будет получено напряжение полезного сигнала порядка 50-100 мВ.

    В сети встречаются схемы в которых используются резисторы номиналом до 1кОма. При этом часто прибегают к параллельному (каскадному) включению ЦАПов.

    Автор считает применение резистора столь большого номинала просто неприемлемым. Выше уже говорилось об возможных ошибках преобразования. Напряжение в 1 вольт может вызывать ошибки преобразования ЦАП не только в младших, но уже и в старших разрядах.

    Классификация резисторов

    По назначению:

    • резисторы общего назначения;
    • резисторы специального назначения: высокоомные (сопротивления от десятка М до единиц Т, рабочие напряжения 100—400 В);
    • высоковольтные (рабочие напряжения — десятки к);
    • высокочастотные (имеют малые собственные индуктивности и ёмкости, рабочие частоты до сотен МГц);
    • прецизионные и сверхпрецизионные (повышенная точность, допуск 0,001 — 1 %).

    По характеру изменения сопротивления:

    Постоянные резисторы (для навесного монтажа).Переменный резистор.Подстроечные резисторы.Прецизионный многооборотный подстроечный резистор.
    • постоянные резисторы;
    • переменные регулировочные резисторы;
    • переменные подстроечные резисторы.

    По способу защиты:

    • изолированные;
    • неизолированные;
    • вакуумные;
    • герметизированные.

    По способу монтажа:

    • для печатного монтажа;
    • для навесного монтажа;
    • для микросхем и микромодулей.

    По виду вольт-амперной характеристики:

    • линейные резисторы;
    • нелинейные резисторы: варисторы — сопротивление зависит от приложенного напряжения;
    • терморезисторы — сопротивление зависит от температуры;
    • фоторезисторы — сопротивление зависит от освещённости;
    • тензорезисторы — сопротивление зависит от деформации резистора;
    • магниторезисторы — сопротивление зависит от величины магнитного поля.
    • мемристоры (разрабатываются) — сопротивление зависит от протекавшего через него заряда (интеграла тока за время работы).

    По технологии изготовления[источник не указан 3397 дней

    ]:

    Проволочный резистор с отводом.Плёночный угольный резистор (часть защитного покрытия удалена для демонстрации токопроводного слоя).
    • Проволочные резисторы. Наматываются из проволоки с высоким удельным сопротивлением на какой-либо каркас. Обычно имеют значительную паразитную индуктивность. Для снижения паразитной индуктивности почти всегда выполняются с бифилярной намоткой. Высокоомные малогабаритные проволочные резисторы иногда изготавливают из микропровода. Иные типы резисторов называются непроволочными резисторами.
    • Металлоплёночные и композитные резисторы. Резистивный элемент представляет собой тонкую плёнку металлического сплава или композитного материала с высоким удельным сопротивлением, низким коэффициентом термического сопротивления, обычно нанесённую на цилиндрический керамический сердечник. Концы сердечника снабжены напрессованными металлическими колпачками с проволочными выводами для монтажа. Иногда, для повышения сопротивления, в плёнке исполняется винтовая канавка для формирования спиральной конфигурации проводящего слоя. Сейчас это наиболее распространённый тип резисторов для монтажа в отверстия печатных плат.

    По такому же принципу выполнены резисторы в составе гибридной интегральной микросхемы: в виде металлических или композитных плёнок, нанесённых на обычно керамическую подложку методом напыления в вакууме или трафаретной печати.

    • Металлофольговые резисторы. В качестве резистивного материала используется тонкая металлическая лента.
    • Угольные резисторы. Изготавливаются в виде плёночных и объёмных. Плёнки или резистивные тела представляют собой смеси графита с органическими или неорганическими веществами.
    • Интегральный резистор. Резистивный элемент — слаболегированный полупроводник, формируемый в кристалле микросхемы в виде обычно зигзагообразного канала, изолированного от других цепей микросхемы p-n переходом. Такие резисторы имеют большую нелинейность вольт-амперной характеристики. В основном используются в составе интегральных монокристаллических микросхем, где применить другие типы резисторов принципиально невозможно.

    Металлопленочные резисторы

    Металлопленочные резисторы

    Металлопленочные резисторы изготавливаются из оксида металла или в виде небольших керамических стержней с нанесением на них тонкого слоя металла.

    Они похожи на углеродно-пленочные резисторы и их сопротивление регулируется за счет толщины слоя покрытия. Характерными свойствами металлопленочных резисторов можно считать их надежность, точность и стабильность. Эти резисторы могут быть изготовлены в широком диапазоне сопротивлений (от нескольких Ом до МОм). Номинал сопротивлений резисторов наносится на корпус в буквенно-цифровом виде или в виде цветовой маркировке.

    Резисторы, выпускаемые промышленностью

    Резисторы, выпускаемые промышленностью, характеризуются также определённым значением максимальной рассеиваемой мощности (выпускаются резисторы мощностью 0,125 Вт, 0,25 Вт, 0,5 Вт, 1 Вт, 2 Вт, 5 Вт) (согласно ГОСТ 24013-80 и ГОСТ 10318-80 советской радиотехнической промышленностью выпускались резисторы следующих номиналов мощностей, в Ваттах: 0,01, 0,025, 0,05, 0,062, 0.125, 0,5, 1, 2, 3, 4, 5, 8, 10, 16, 25, 40, 63, 100, 160, 250, 500) [6]

    Маркировка резисторов с проволочными выводами

    Резисторы, в особенности малой мощности — мелкие детали, резистор мощностью 0,125 Вт имеет длину несколько миллиметров и диаметр порядка миллиметра. Прочитать на такой детали номинал с десятичной запятой трудно, поэтому при указании номинала вместо десятичной точки пишут букву, соответствующую единицам измерения (К — для килоомов; М — для мегаомов; E, R или без указания единиц — для единиц Ом). Кроме того, любой номинал отображается максимум тремя символами. Например, 4K7 обозначает резистор сопротивлением 4,7 кОм, 1R0 — 1 Ом, М12 — 120 кОм (0,12 МОм) и т. д. Однако в таком виде наносить номиналы на маленькие резисторы сложно, и для них применяют маркировку цветными полосами.

    Для резисторов с точностью 20 % используют маркировку с тремя полосками, для резисторов с точностью 10 % и 5 % — маркировку с четырьмя полосками, для более точных резисторов — с пятью или шестью полосками. Первые две полоски всегда означают первые два знака номинала. Если полосок 3 или 4, третья полоска означает десятичный множитель, то есть степень десятки, которая умножается на число, состоящее из двух цифр, указанное первыми двумя полосками. Если полосок 4, последняя указывает точность резистора. Если полосок 5, третья означает третий знак сопротивления, четвёртая — десятичный множитель, пятая — точность. Шестая полоска, если она есть, указывает температурный коэффициент сопротивления (ТКС). Если эта полоска в 1,5 раза шире остальных, то она указывает надёжность резистора (% отказов на 1000 часов работы).

    Следует отметить, что иногда встречаются резисторы с 5 полосами, но стандартной (5 или 10 %) точностью. В этом случае первые две полосы задают первые знаки номинала, третья — множитель, четвёртая — точность, а пятая — температурный коэффициент.
    Цветовая кодировка резисторов

    Цветкак числокак десятичный множителькак точность в %как ТКС в ppm/°Cкак % отказов
    серебристый1·10−2 = «0,01»10
    золотой1·10−1 = «0,1»5
    чёрный01·100 = 1
    коричневый11·101 = «10»11001 %
    красный21·10² = «100»2500,1 %
    оранжевый31·10³ = «1000»150,01 %
    жёлтый41·104 = «10 000»250,001 %
    зелёный51·105 = «100 000»0,5
    синий61·106 = «1 000 000»0,2510
    фиолетовый71·107 = «10 000 000»0,15
    серый81·108 = «100 000 000»0,05
    белый91·109 = «1 000 000 000»1
    отсутствует20 %

    Пример
    Допустим, на резисторе имеются четыре полосы: коричневая, чёрная, красная и золотая. Первые две полоски дают 1 0, третья 100, четвёртая даёт точность 5 %, итого — резистор сопротивлением 10·100 Ом = 1 кОм, с точностью ±5 %.

    Запомнить цветную кодировку резисторов нетрудно: после чёрной 0 и коричневой 1 идёт последовательность цветов радуги. Так как маркировка была придумана в англоязычных странах, голубой и синий цвета не различаются.

    Также для облегчения запоминания можно воспользоваться мнемоническим правилом: «Часто Каждый Красный Охотник Желает Знать, Сколько Фазанов Село в Болоте».

    Для облегчения различные разработчики программного обеспечения создают программы, которые определяют сопротивление резистора.

    Поскольку резистор — симметричная деталь, может возникнуть вопрос: «Начиная с какой стороны читать полоски?» Для четырёхполосной маркировки обычных резисторов с точностью 5 и 10 % вопрос решается просто: золотая или серебряная полоска всегда стоит в конце. Для трёхполосочного кода первая полоска стоит ближе к краю резистора, чем последняя. Для других вариантов важно, чтобы получалось значение сопротивления из номинального ряда, если не получается, нужно читать наоборот (для резисторов МЛТ-0,125 производства СССР с 4 полосками первой является полоска, нанесённая ближе к краю; обычно она находится на металлическом стаканчике вывода, а остальные три — на более узком керамическом теле резистора). В резисторах Panasonic с пятью полосами резистор располагается так, чтобы отдельно стоящая полоска была справа, при этом первые 2 полоски определяют первые два знака, третья полоса — степень множителя, четвёртая полоса — допуск, пятая полоса — область применения резистора. Особый случай использования цветовой маркировки резисторов — перемычки нулевого сопротивления. Они обозначаются одной чёрной (0) полоской по центру (использование таких резистороподобных перемычек вместо дешёвых кусков проволоки объясняется желанием производителей сократить расходы на перенастройку сборочных автоматов).

    Маркировка SMD-резисторов

    «Резисторы» нулевого сопротивления (перемычки на плате) кодируются одной цифрой «0» или тремя («000»). Иногда нули имеют прямоугольную форму.

    Кодирование 3 или 4 цифрами

    • ABC обозначает AB•10C Ом

    например 102 — это 10•10² Ом = 1 кОм

    • ABCD обозначает ABC•10D Ом, точность 1 % (ряд E96)

    например 1002 — это 100•10² Ом = 10 кОм
    1кОм=1000Ом

    Кодирование цифра-цифра-буква (JIS-C-5201)

    Ряд E96, точность 1 %.

    Мантисса m значения сопротивления кодируется 2 цифрами (см. таблицу), степень при 10 кодируется буквой.

    Примеры: 09R = 12,1 Ом; 80E = 6,65 МОм; все 1 %.

    • S или Y = 10−2
    • R или X = 10−1
    • A = 100 = 1
    • B = 101
    • C = 10²
    • D = 10³
    • E = 104
    • F = 105
    кодmкодmкодmкодmкодmкодm
    011001714733215493166546481681
    021021815034221503246647582698
    031051915435226513326748783715
    041072015836232523406849984732
    051102116237237533486951185750
    061132216538243543577052386768
    071152316939249553657153687787
    081182417440255563747254988806
    091212517841261573837356289825
    101242618242267583927457690845
    111272718743274594027559091866
    121302819144280604127660492887
    131332919645287614227761993909
    141373020046294624327863494931
    151403120547301634427964995953
    161433221048309644538066596976

    Кодирование буква-цифра-цифра

    Ряды E24 и E12, точность 2 %, 5 % и 10 %. (Ряд E48 не используется).

    Степень при 10 кодируется буквой (так же, как для 1%-х сопротивлений, см. список выше), мантисса m значения сопротивления и точность кодируются 2 цифрами (см. таблицу).

    Примеры:

    • 2 %, 1,00 Ом = S01
    • 5 %, 1,00 Ом = S25
    • 5 %, 510 Ом = A42
    • 10 %, 1,00 Ом = S49
    • 10 %, 820 кОм = D60
    2 %5 %10 %
    кодmкодmкодm
    011002510049100
    021102611050120
    031202712051150
    041302813052180
    051502915053220
    061603016054270
    071803118055330
    082003220056390
    092203322057470
    102403424058560
    112703527059680
    123003630060820
    1333037330
    1436038360
    1539039390
    1643040430
    1747041470
    1851042510
    1956043560
    2062044620
    2168045680
    2275046750
    2382047820
    2491048910

    КАКИЕ РЕЗИСТОРЫ И ПРОВОДА ИСПОЛЬЗОВАТЬ В УСИЛИТЕЛЕ МОЩНОСТИ

    КАКИЕ КОНДЕНСАТОРЫ ПОСТАВИТЬ В УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ

    РЕЗИСТОРЫ ПОСТОЯННЫЕ

    Прежде всего небольшая напоминалка об обозначениях резисторов:

    Как и любой другой элемент у резисторов есть такой параметр как собственный шум, который складывается из теплового и токового шума. Токовый шум обусловлен дискретной структурой резистивного элемента. При протекании тока возникают местные перегревы, в результате которых изменяются контакты между отдельными частицами токопроводящего слоя и, следовательно, флюктуирует (изменяется) величина сопротивления, что ведет к появлению между выводами резистора ЭДС токовых шумов. Токовый шум, также как и тепловой, имеет непрерывный спектр, но интенсивность его увеличивается в области низких частот, и величина значительно превышает величину теплового шума. Все эти эффекты зависят от плотности тока. Чем она больше, тем больше проявление этих неприятностей. Поэтому соединив 2 резистора параллельно (увеличив площадь сечения и уменьшив плотность тока) все эти эффекты уменьшаются. Тоже самое можно сделать взяв резистор большей габаритной мощности. У него сечение проводящего слоя больше и плотность тока в нем будет меньше. Соединив 2 резистора последовательно шумы суммируются, поэтому крайне не желательно использовать последовательное соединение резисторов в каскадах имеющих большой коф усиления. Суммарное сопротивление двух резисторов соединенных параллельно вычисляется по формуле: Этот шум зависит от многих факторов, в том числе и от конструкции конкретного резистора, включая резистивный материал и в особенности концевые соединения. Вот типичные значения избыточного шума различных типов резисторов, выраженные в микровольтах на вольт приложенного к резистору напряжения (приводится среднеквадратичное значение, измеренное на одной декаде частоты):

    Углеродно-композитные От 0,10 мкВ до 3,0 мкВ

    Углеродно-пленочные От 0,05 мкВ до 0,3 мкВ

    Металлопленочные От 0,02 мкВ до 0,2 мкВ

    Проволочные От 0,01 мкВ до 0,2 мкВ

    Этот шум имеет спектр примерно 1 (постоянная мощность на декаду частоты) и иногда называется розовым шумом . Шум, возникающий по другим причинам, также часто имеет спектр 1 ; примерами таких шумов являются шум тока базы у транзисторов и шум катодного тока в электронных лампах. Любопытно, что величина 1 встречается в природе в самых неожиданных проявлениях, например, скорости океанических течений, поток песка в песочных часах, движение поездов в Японии, а также годовой сток Нила за последние 2000 лет. Если построить график громкости звучания какого-нибудь произведения классической музыки, то опять-таки получится спектр 1 ! Общий принцип, объясняющий происхождение шумов со спектром 1 , не найден, хотя он, казалось бы, носится в воздухе, но в каждом отдельном случае часто можно определить источник такого шума. В отношении шумов проволочные резисторы гораздо правильнее чем всяческие пленочные и композитные, но они имеют довольно большую паразитную индуктивность. На тепловой шум сильное влияние оказывает температура и собственное сопротивление и хотя тепловой шум значительно меньше токового, про него тоже не стоит забывать. Бороться с шумами резисторов стоит, теоритически, во всех трактах усиления, однако чем больше амплитуда сигнала, тем меньше влияние шума резисторов, следовательно особое внимание шумам резисторов можно уделять лишь в первых каскадах усиления, когда сигнал имеет амплитуду до 100 мВ и эти каскады желательно продумывать более тщательно, оградить от лишних источников тепла и обеспечить охлаждение, например организовав вентиляционные отверстия. У резисторов есть так же дополнительный параметр, показывающий изменение сопротивления в зависимости от температуры -температурный коэффициент сопротивления (ТКС) характеризующий относительное изменение сопротивления резистора при изменении температуры окружающей среды на 1 °С. У непроволочных резисторов, применяемых в БРЭА, ТКС не превышает ±0,04—0,2 %, а у проволочных — ±0,003—0,2 %. Как правило в усилителях мощности, в последнем каскаде усилителя напряжения, в эмиттерах транзисторов используются резисторы на 0,5 Вт. Обычно именно последний каскад усилителя напряжения производит максимальное усиления сигнала. В случае, если усилитель симметричный, то необходимо подборка не только транзисторов этого каскада по коф усиления, но и выборка одинаковых резисторов в их эмиттерные цепи, именно выборка

    резисторов с одинаковым номиналом. Эта мера не позволит свести на нет подбор транзисторов, поскольку от номинала эмиттерного резистора в схеме с общим эмиттером зависит итоговый коф усиления каскада. Кроме слабо мощных резисторов в усилителях используются резисторы на 2 или на 5 Вт, устанавливаемые в эмиттерах оконечного каскада. Тип этих резисторов довольно часто смущает начинающих — в продаже изобилуют керамические низкоомные резисторы, но по форумам довольно часто упоминается, что они портят звук, поскольку внутри содержат спираль из высокоомного сплава, а это является индуктивностью.

    Рекомендуемые для использования для этих целей резисторы довольно часто являются дифицитными, и порой реализаторы на них выставляют не обоснованную цену :

    Однако не совсем ясно на каком основании были сделаны выводы о том,что С5-5 или С5-16 не содержат индуктивности и наиболее ярким примером является механическое вскрытие:

    Наиболее приемлемым вариантом считается использование для этих целей резисторов МЛТ-2, однако шансы от избавления от индуктивности не сто процентны — на верхнем резисторе четко просматривается спираль из резистивного слоя:

    Поэтому при покупке МЛТ-2 следует обратить внимание на их внешний вид, и если окажется, что резистивный слой в виде спирали это совсем не повод впадать в панику — да, будет иметь место индуктивность, но ее величина слишком мала — у представленного на фото резистора на 100 Ом индуктивность составила 70 мкГн, а для резисторов сопротивлением 1, 0,68, 0,47, 0,33 и 0,22 Ома оно будет в десятки раз меньше.

    РЕЗИСТОРЫ ПЕРЕМЕННЫЕ

    Кроме постоянных резисторов в усилителях используются переменные — для регулировки громкости, баланса, при необходимости тембра. От качества этих резисторов зависят в основном дополнительные шумы, вносимые изменяющимся сопротивление контакта между резистивным слоем и движком.

    Конструктивно переменных резисторов на сегодня выпускается довольно много, кроме того еще попадаются резисторы старых образцов.

    Кроме прочих параметров у переменных резисторов есть еще один — группа. Этот параметр показывает по какому закону изменяется сопротивление на движке резистора в зависимости от его положения, например для резисторов роторного типа это будет угол поворота. У отечественных резисторов различают 3 основные и две вспомогательные группы:

    Группа А

    — линейная зависимость изменения сопротивления от положения движка, группа
    Б
    — логарифмическая зависимость,
    В
    — обратнологарифмическая. Самые популярные — «А» и «В». «А» используется для линейных регулировок, например в терморегуляторах, регуляторах оборотов двигателей. «В» — оптимальнейший вариант для регулировки громкости, поскольку человеческое ухо увеличение громкости воспринимает по логарифмическому закону. Вспомогательные группы
    И
    и
    Е
    обычно используются в паре на сдвоенных резисторах — один резистор группы «И», второй «Е», что делает такой резистор идеальным для регулировки баланса в стерео усилителях. У импортных переменных резисторов 4 группы:

    Тут сразу следует обратить внимание на то, что у импортных группа А

    имеет обратнологарифмическую зависимость, т.е. для регулировки громкости требуется как раз резисторы группы «А», а группа
    B
    имеет линейную зависимость. Группа
    W
    используется для регулировки баланса — обычно движок резистора соединяется с общим проводом, а резистивный слой выступает в роли аттенюатора, совместно с постоянными токоограничивающими резисторами. На некоторых подвидах переменных резисторов, предназначенных для регулировки громкости делаются отводы от середины резистивного слоя, гораздо реже делаются отводы с соотношением 1/ и 2/3. Данные резисторы удобны для реализации тонкомпенсированных регуляторов громкости. Тонкомпенсация позволяет выравнять иллюзию изменения АЧХ тракта при малых и больших громкостях — на малой грокости кажется, что НЧ и ВЧ составляющие сигнала уменьшаются, поэтому и вводится подъем НЧ и ВЧ в самом регуляторе. Один из вариантов схемы тонкомпенсированного регулятора громкости и изменения его АЧХ приведены ниже:

    Основных видов переменных резисторов две — роторные и движковые. И те, и другие имеют в своем составе множество подвидов, поэтому для краткости в таблице приведены только популярные:

    Переменный резистор серии R12, бывают сдовоенные, бывают с выключателем. Ближайший сосед по конструктиву выполнен на текстолитовой основе. Широко используются в переносной аудиоаппаратуре. Бывают для вертикального и горизонтального монтажа. Надежность оставляет желать лучшего.
    Серия R12XX — по конструктиву состоит из гетинаксовой «подковы» с нанесенным углеродистым резистивным слоем. Для большего понимая следйет расшифровать обозначение: R — ROTOR, т.е. роторный, следующие две цифры обозначают диаметр , а вот дальше уже по спецификации. Бывают одинарные и сдвоенные. Широко используются в переносной аудиоаппаратуре и в автомобильной низкой ценовой категории. Бывают для вертикального и горизонтального монтажа.
    Серия RK11ХХ, такого же конструктива серия RK14ХХ, бывают для вертикального и горизонтального монтажа, первые цифры после букв обозначают размер: , бывают сдвоенные и одинарные, в переносной аудиоаппаратуре не очень популярны, но попадаются.
    RK12ХХ популярны в стационарной средней ценовой категории и переносной аппаратуре высокого класса, частенько мелькали в автомагнитолах. Бывают одинарные, сдвоенные, счетверенные. Размер подковы с резистивным слоем может достигать 24 мм, разумеется в названии первыми цифрами будет 24. Могут быть с выключателем, некоторые модели этого вида имеют отвод от середины. Для увеличения надежности и уменьшения сопротивления между контактом движка и резистивным слоем лучше использовать резисторы бОльшего диаметра, если нет ограничений по габаритам.
    Переменные резисторы движкового (ползункового) типа содержат в своей абривиатуре либо первую, либо вторую букву S — SLIDE. Бывают одинарными, сдвоенными, с отводом от середины и без него. Первые две цифры после букв обозначают длину хода движка, например у верхнего SL101 движок перемещается на 10 мм, а у нижнего SL20V1 — 20 мм. Обычно в среднем положении движок резисторов слегка фиксируется.
    Потенциометры DACT и ALPS по конструкции представляют собой многопозиционный галетный переключатель с установленными SMD резисторами.

    Номиналы резисторов обеспечивают обратнологарифмическую зависимость изменения сопротивления при повороте оси потенциометра. Контакты движка и «подковы» выполнены из материалов повышенной износостойкости и обеспечивают наилучший контакт на протяжении ОЧЕНЬ продолжительного времени. Разумеется стоимость подобных потенциометров довольно высокая.

    Есть еще одна группа потенциометров, которую можно назвать «удачной», причем в прямом смысле этого слова — это потенциометры снятые со старых усилителей мощности нулевой группы сложности. Буквально два месяца назад был УДАЧНО приобретен такой потенциометр у дедуни-старьевщика всего за 50 рублей. Замасленен, запылен, но контакты в ОЧЕНЬ хоршем состоянии.
    Здесь рассмотрены резисторы наиболее популярные.

    ПРОВОДА И РАЗЪЕМЫ

    После того как все платы готовы, проверены и вымыты их необходимо установить в корпус и соединить между собой, а для этого требуются провода и «соединители». Наилучшим соединением является пайка, но это далеко не всегда удобно, да пайка бывает разная. Если используется соединение пайкой, то для пайки необходим припой. В радио-электронной аппаратуре (РЭА) используются свинцово-оловянные припои трех основных марок: ПОС-40 — содержит 40 % олова и 60 % свинца, используется… Да лучше бы не использовался… ПОС-60 — самый популярный припой, используется для монтажа элементов РЭА, содержит 60 % олова и 40 % свинца. Имеет хорошую растекаемость, находясь в жидком состоянии, со временем может приобрести оксидную пленку и стать матовым; ПОС-90 — припой состоящий из 90 % олова и почти 10 % свинца (остальное на технологические примеси). Довольно часто называется пищевым, поскольку содержание свинца минимально и может использоваться для пайки бытовых предметов, контактирующих с пищей. Качество пайки довольно высокое, но необходимо несколько большая температура паяльника. Медное жало паяльника выгорает гораздо быстрее, чем при использовании ПОС-60. Поверхность ПОС-90 практически не окисляется от влаги. Есть еще один вид припоя, именуемый безсвинцовым или экологически чистым. Химический состав искать даже не захотелось — этой светлосерой субстанцией запаяно большинство электронных приборов низкой ценовой категории, имеет более высокую температуру плавления, по сравнению с ПОСами, находясь в жидком состоянии имеет низкую смачиваемость, что затрудняет облуживание выводов электронных компонентов и снижает качество пайки. Механические свойства на уровне ПОС-40. При пайке практически всегда используются флюсы — вещества создающие на поверхности спаиваемых деталей тонкую пленку, предохранающую от окисления, которое при высоких температурах происходит гораздо быстрее. Химических составов флюсов довольно много, большинство основано на обычной сосновой канифоли, которая может использоваться при пайке и сама по себе. Для улучшения качества пайки рекомендуется зачищенные жилы многожильных проводов свить как можно плотней между собой — таким образом создается максимально возможное количество точек соприкосновения, существенно уменьшающих сопротивление контактов. Использовать разъемы в силовой части усилителя крайне не желательно, даже если они самозажимные или винтовые. Подобное соединение автоматически удваивает количество соединений: 1. Разъем припаивается к плате; 2. Провод прикручивается к разъему Если же используются раъемы имеющие «папу-маму», то количество соединений утраивается: 1. Разъем «папа» припаивается к плате; 2. Точка контакта ответных частей «папа-мама»; 3. Разъем «мама» припаивается к проводам Конечно же разъемы существенно упрощают доступ с модулям устройства, но они же и снижают надежность, поэтому разъемы лучше использовать только на слаботочных цепях и сократить их количество до минимально возможного. Разумеется, что можно возразить — мол достаточно много устройств собирается на разъемах и ни чего страшного не происходит. Ну для начала следует осознать, что при сборке в заводских условиях далеко не последнее место занимает технологичность — удобство сборки для повышения количества выпускаемой продукции и уж потом рассматривается надежность используемых соединителей. С другой стороны «ни чего страшного» не происходит:

    ПРОВОДА

    В усилителях провода можно разделить на две основные группы — сигнальные и питания, причем под питание можно определить и провода, по которым производится управление, например реле селектора входов. Сигнальные провода это провода по которым собственно и проходит звуковой сигнал от входа до выхода. В низковольтной сигнальной части усилителя лучше использовать экранированные провода, причем лучше в изоляции, поскольку эранированный провод без изоляции может соприкаснуться с корпусом, ражиатором и т.д., что неизбежно повлечет создание «земляной петли» — эффекта возникающего за счет соединения общего провода в разных точках и дающего возможность образования рамочной антенны, собирающей многие наводки и импульсные помехи. Однако экранированные провода тоже бывают разными и самые доступные это так называемый «НЧ провод для видео», продается либо сдвоенным, либо счетверенным.

    Перед покупкой лучше произвести небольшое анатомическое вскрытие и убедится, что провод является проводом, а не жалкой пародией на него, да еще и сделанной из какого то сталистого сплава, который ОЧЕНЬ тяжело паяется:

    Провод должен иметь однородную изоляцию центральной жилы и довольно плотную, эластичную и не крошащуюся оплетку:

    Причем чем плотнее оплетка тем лучше, в идеале жилы оплетки должны быть сплетены в сетчатую трубку, но в последнее время такой провод попадается довольно редко:

    Ну совсем хорош провод «микрофонный», сильно напоминающий кооксиальный кабель, с однородной, довольно толстой изоляцией центральной жилы, существенно снижающей емкость кабеля и плотной оплеткой. Довольно часто попадаются «микрофонные» провода эконом-класса, в которых жидкая оплетка, но экранировка сохраняется за счет использования фольги.

    В качестве проводов питания и управления лучше использовать медный многожильный провод из расчета 4-5 А на мм кв. Теоритически можно использовать и большую напряженость — провод будет успевать остывать, но только сильно заниженное сечение будет способствовать бОльшему падению напряжения, следовательно напряжение питания будет сильно зависеть от протекающего тока. Для предварительных каскадов это, теоритически, не так критично — они потребляют не большие токи и компенсировать падение можно увеличением емкости конденсаторов фильтра питания, установленных непосредственно на плате модуля. Однако имеет ли смысл бороться с проблемой, если есть возможность обойти ее? Для оконечных каскадов провалы питания более болезненны — мало того, что при пике музыкального сигнала происходит разрядка конденсаторов фильтра питания, , которых обычно минимальная достаточность, так еще и тонкие провода создают дополнительный провал напряжения. Отсюда и возникает более раний клиппинг, который уже будет слышно. Кроме питания к силовым проводам можно отнести провода выходящие непосредственно с выхода усилителя мощности, идущие на клеммы подключения, а дальше уже непосредственно на АС. Вот тут уже возникает точка споров и недоразумений, поскольку практически все рекомендуют использовать для этих целей акустический провод (безкислородную медь), но вот причины называются порой самые абстрактные. Тут следует остановиться подробней на самых популярных:

    Меньшее активное сопротивление

    Проволока медная изготовляется следующих марок:

    МТ — медная твердая 0,018
    ММ — медная мягкая 0,01724
    МС — медная для воздушных линий связи 0,018
    МТЭ — медная твердая для эмалирования 0,018
    ММЭ — медная мягкая для эмалирования 0,01724
    МТБ — медная твердая из бескислородной меди 0,01790
    ММБ — медная мягкая из бескислородной меди 0,01720

    Теоритически вроде как все верно, но … , где R — сопротивление проводникового материалла (ом) l — длина провода в метрах p

    — электрическое удельное сопротивление материала A — площадь поперечного сечения ПИ — математическое число d — номинальный диаметр провода в миллиметрах Берем 10 метров сечением 1,5 мм кв получаем сопротивление для безкислородной меди 0,1147 Ома, для обычной 0,12 Ома. Даже при нагрузке в 2 Ома отношение сопротивлений более чем в 16, однако ни какой нормальный человек для двухомного динамика не будет использовать сечение 1,5 мм кв — минимум 2,5 мм кв.

    Снижение СКИН-ЭФФЕКТА

    Разумеется, что на высоких частотах электроны выталкиваются к поверхности проводника и толщина скин-слоя для частоты 100 кГц составляет 0,2 мм. Однако наличие множества НЕ ИЗОЛИРОВАННЫХ между собой жил в проводе делает его ОДНИМ

    проводником, диаметр которого пропорционален суммарному сечению, а не сечению каждой жилы. Акустический кабель, действительно компенсирующий СКИН ЭФФЕКТ выглядит несколько иначе, чем его привыкли представлять в перефирийных аудиомагазинах:

    Стоимость этого кабеля будет совсем не маленькой. Впрочем о стоимости — здесь еще есть зависимость от того, где собственно этот кабель покупать. Для примера две цены одного и того же кабеля:

    В аудиомагазине стоимость провода составляет 96 рублей за метр, а в магазинах, занимающихся теплыми полами и прокладывающих под полами акустический кабель в виде допуслуги не превышает 20 руб за метр. Выйти из сутуации можно, если уж ОЧЕНЬ хочется получить кабель без СКИН-ЭФФЕКТА — изготовить его самостоятельно из медного обмоточного провода ПЭВ-1 (ПЭВ-2 тоже подойдет, если стоит одинаково). Провод вымеряется необходимой длины и складывается в необходимое количество жил из расчета 30 Вт выходной мощности усилителя на 1 мм кв сечения провода. Затем жгут свивается, но не плотно и обматывается по всей длине киперной лентой:

    После этого обе жилы, идущие на АС обматываются изолентой, можно отдельно, можно сразу две. Столь тщательная изоляция необходима для уменьшения емкости между проводами и улучшения механических свойств изоляции — лак на проводе не очень прочен.

    Из личных впечатлений: По сравнению с обычным акустическим кабелем самодельный выигрывает в области ВЧ и это проявляется наиболее ярко при мощностях выше 100 Вт. Однако звук гораздо приятней при использовании широкополосной динамической головки и усилителя в режиме «Источник Тока, Управляемый Напряжением» (ИТУН). При использовании дополнительного блока, именуемого «Компенсатором Длины Провода» (КДП) звук так же отличался в лучшую сторону.

    Причем усилители с ИТУН и КДП подключались проводом ПВС 2х2,5, а типовой усилитель акустическим магазинным и самодельным:

    И ЧЕ ТЕПЕРЯ?!

    Для начала подумать, ведь у безкислородной меди есть один довольно серьезный плюс — она оксиляется не так интенсивно, как ПВС, следовательно ее можно использовать там где имеет место повышенная влажность. Толщина и прочность изоляции гораздо выше, чем у ПВС, следовательно с ним можно обращаться не так бережно, а и в случае прокола изоляция стремится «затянуться». Акустический провод гораздо мягче ПВС, следовательно его можно использовать там, где гибкость провода имеет значение в силу труднодоступности мест укладки. Вывод напрашивается сам собой — акустический провод идеален для использования в автомобильном аудио и на гастролях. В бытовых комплексах можно обойтись и ПВС, причем даже увеличение сечения даст некоторую экономию по сравнению с акустическим меньшего сечения. В защиту ПВС можно еще сказать, что разные производители для производства провода используют жилки разного диаметра — им главное выдержать площадь сечения. Следовательно просмотрев провод в нескольких конкурирующих

    магазинах можно выбрать провод с более тонкими жилками, следовательно более мягким.

    Ну и конечно же смотреть что именно вы собираетесь купить, чтобы не получилось недоразумения, предлагаемого ТУТ — на фото одно, а продают совсем другое, если Вам внушают, что провод избавлен от скин-эффекта, то помните, что такой кабель выглядит несколько иначе:

    Литература: https://www.electroclub.info https://dart.ru https://www.magictubes.ru https://easyradio.ru https://people.overclockers.ru https://tech.juaneda.com https://rexmill.ucoz.ru https://ivatv.narod.ru/ https://irbislab.ru https://www.audio-hi-fi.ru https://diyfactory.ru https://www.diyaudio.ru https://www.bluesmobil.com https://rezistori.narod.ru https://sgalikhin.narod.ru
    Адрес администрации сайта

    Некоторые дополнительные свойства резисторов

    Зависимость сопротивления от температуры

    Основная статья: Терморезистор

    Сопротивление металлических и проволочных резисторов немного зависит от температуры. При этом зависимость от температуры практически линейная R = R 0 ( 1 + α ( t − t 0 ) ) {\displaystyle R=R_{0}(1+\alpha (t-t_{0}))} , так как коэффициенты 2 и 4 порядка достаточно малы и при обычных измерениях ими можно пренебречь. Коэффициент α {\displaystyle \alpha } называют температурным коэффициентом сопротивления. Такая зависимость сопротивления от температуры позволяет использовать резисторы в качестве термометров. Сопротивление полупроводниковых резисторов может зависеть от температуры сильнее, возможно, даже экспоненциально по закону Аррениуса, однако в практическом диапазоне температур и эту экспоненциальную зависимость можно заменить линейной.

    Шум резисторов

    При температуре выше абсолютного нуля даже идеальный резистор является источником шума. Это следует из фундаментальной флуктуационно-диссипационной теоремы (в применении к электрическим цепям это утверждение известно также как теорема Найквиста). При частоте, существенно меньшей чем k T h {\displaystyle k{\frac {T}{h}}} (где k {\displaystyle k} — постоянная Больцмана, T {\displaystyle T} — абсолютная температура резистора в градусах Кельвина, h {\displaystyle h} — постоянная Планка) спектр теплового шума равномерный («белый шум»), спектральная плотность шума (преобразование Фурье от коррелятора напряжений шума) | U | ω 2 = 4 R k T {\displaystyle |U|_{\omega }^{2}=4RkT} , где U ω 2 = ∫ d t ⟨ U ( t ) U ( 0 ) ⟩ e i ω t {\displaystyle U_{\omega }^{2}=\int dt\langle U(t)U(0)\rangle e^{i\omega t}} . Видно, что чем больше сопротивление, тем больше эффективное напряжение шума, также, эффективное напряжение шума пропорционально корню из температуры.

    Даже при абсолютном нуле температур у резисторов, составленных из квантовых точечных контактов, будет иметься шум, обусловленный Ферми-статистикой. Устраним путём последовательного и параллельного включения нескольких контактов.

    Уровень шума реальных резисторов выше. В шуме реальных резисторов также всегда присутствует компонент, интенсивность которого пропорциональна обратной частоте, то есть 1/f шум или «розовый шум». Этот шум возникает из-за множества причин, одна из главных — перезарядка ионов примесей, на которых локализованы электроны.

    Шумы резисторов возникают за счет прохождения в них тока. В переменных резисторах имеются так называемые «механические» шумы, возникающие при работе подвижных контактов.

    Преобразователь ток-напряжение на резисторе

    В высококачественной аудио аппаратуре все чаще в качестве преобразователя ток-напряжение для ЦАП используют просто резистор.

    Конечно есть разные мнения на этот счет. Но, несмотря на кажущиеся проблемы, обычный резистор является куда лучшим приближением к идеальному преобразователю ток-напряжение.

    аналоговый выход цап, цап с токовым выходом схема

    Главным его плюсом является полное отсутствие вносимых фазовых искажений. Однако при использовании резистора следует учитывать некоторые обстоятельства.

    Примечания

    1. Отсюда возникает разговорное наименование резистора — сопротивление
      .
    2. ГОСТ Р 52002-2003
    3. В. Г. Гусев, Ю. М. Гусев
      Электроника — М.: Высшая школа, 1991. — С. 12. — ISBN 5-06-000681-6.
    4. Аксенов А. И., Нефедов А. В. Элементы схем бытовой радиоаппаратуры. Конденсаторы. Резисторы. — C. 126
    5. ITC-Electronics — Прецизионные резисторы SMR1DZ и SMR3DZ
    6. А. А. Бокуняев, Н. М, Борисов, Р. Г. Варламов и др. Справочная книга радиолюбителя-конструктора.-М. Радио и связь 1990—624 с.: ISBN 5-256-00658-4

    Ссылки

    Резистор на Викискладе
    • Цветовое кодирование резисторов и подбор номиналов из стандартного ряда
    • Цветовая маркировка резисторов, конденсаторов и индуктивностей
    • Программа для определения номинала резистора по цветовой маркировке
    • Примеры расчета цепи с резистором, общее описание, применение закона Ома
    • Резисторы пусковых и пускорегулирующих реостатов
    • ГОСТ 10318-80. Резисторы переменные. Основные параметры
    • Классификация резисторов по используемым материалам и технологии изготовления
    • Характеристики резисторов. Выбор по параметрам
    • Расшифровка маркировок резисторов поверхностного монтажа
    • https://www.eti.su/articles/elektrokomponenti/elektrokomponenti_1490.html
    • https://radteh.ru/telepenza/27.html

    Усиление полученного сигнала

    Разумеется одного резистора после ЦАП не достаточно. Получаемое на резисторе напряжение следует усилить. Для этого как нельзя лучше подходит неинвертирующий усилитель на ОУ.

    аналоговый выход цап, цап с токовым выходом схема

    Такой усилитель имеет очень большое входное сопротивление (более 1012 ÷ 1014 Ом), определяемое входным сопротивлением ОУ. При этом выходное сопротивление близко к нулю. Это идеально подходит для согласования каскадов по сопротивлению.

    Коэффициент усиления задается соотношением резисторов и равен K=1+(R2/R1). Номиналы резисторов выбирают из ряда 1…100 кОм.

    аналоговый выход цап, цап с токовым выходом схема

    Главное преимущество такого включения состоит в том, что неинвертирующий усилитель не содержит в цепи ОС конденсатора, приводящего к фазовым искажениям.

    В целом такой подход далеко не новый. Его можно встретить еще в «Исскустве схемотехники» Хорвица и Хилла 1976 года. Так что всё новое — это хорошо забытое старое….

    Еще одним плюсом применения предлагаемой схемы выхлопа для ЦАП-а является то, что резистор, отвечающий за преобразование, привязывает неинвертирующий вход ОУ к земле.

    Рейтинг
    ( 2 оценки, среднее 4.5 из 5 )
    Понравилась статья? Поделиться с друзьями: