Высокоомный резистор

СОЮЗ СОВЕТСКИХО ВИЬЛеювесиикРЕСПУБЛИК Н 9) (И) 1) н 01 сз/ Ма ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ЛьсТВ ВТОРСИОМУ СВИ4, Бюл. 92юшенкоинститут автомм управления и В.Н Ил Томски ыксист и ект 20 публ8),СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИ(54) (57) ВЫСОКООИНЫЙ РЕЗИСТОРдержащий диэлектрический стерс последовательно:нанесенныминего реэистивным элементом и иэолирующим покрытием, торцовые контактные выводы и токопроводящийэлемент с контактным выводом, раэ"мещенный на изолирующем покрытии,отличающий с я тем, что,с целью расширения диапазона рабочих частот, токопроводящий элементвыполнен в виде спирали, виткикоторой изолированы друг от друга,а его контактный вывод соединен свнешним концом спирали.Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в высокочастотных электрических цепях усилителей, разветвителей мощности, управляемых и неуправляемых аттенюаторов и других устройств. 5Известен высокоомный резистор, содержащий резистивный элемент в форме стержня, охватывающий его полный проводящий цилиндр, общий корпус, две ирисовые диафрагмы и элементы О крепления 13.Недостатками высокоомного резистора являются сложность конструкции, большие габаритыКроме того, только распределительной емкости резис тивного элемента на полый цилиндр недостаточно для существенного расширения диапазона рабочих частот высоко" омного резистора.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является высокоомный резистор, содержащий диэлектрический цилиндр с последовательно нанесенными на него резистивным элементом и изолирующим покрытием, торцовые контактные выводы и токопроводящий элемент с контактным выводом, размещенный на изолирующем покрытии. В известном высокоомном резисторе токопроводящий элемент выполнен в 30 форме замкнутого кольца с контактным выводом, который соединен с одниМ из торцовых выводов 23.Однако, токопроводящий элемент увеличивает паразитную емкость высо коомного резистора между торцовыми выводами. Это приводит к ограничению диапазона рабочих частотЦель изобретения - расширение диапазона рабочих частот, 40Поставленная цель достигается тем, что в высокоомном резисторе, содержащем диэлектрический стержень с последовательно нанесенными на него резистивным элементом и изолирующим покрытием, торцовые контактные выводы и токопроводящий элемент с контактным выводом, размещенный на иэо лирующем покрытии, токопроводящий элемент выполнен в виде спирали, витки которой изолированы друг от друга, а его контактный вывод соединен е внешним концом спирали.На фиг, 1 показана конструкция высокоомного резистора; на фиг. 2 сечение А-А на фиг, 1; на фиг. 3- эквивалентная схема высокоомного резистора (прототип); на фиг. 4 эквивалентная схема предлагаемого высокоомного резистора; на фиг. 5 и 6 - амплитудно-частотные характе ристики (АЧХ) резистора.Высокоомный резистор содержит диэлектрический стержень 1 с нанесенным на него резистивным элементом 2, изолирукщее покрытие 3, тор цовые выводы 4 и 5 и токопроводящий элемент, состоящий иэ проводящей ленты 6 и диэлектрической ленты 7, изолирующей проводящие витки спирали друг от друга. Внешний конец проводящей ленты 6 спирали соединен с контактным выводом 8, который при испольэлвании высокоомного резистора в радиотехническом устройстве соединяется с общим проводником, т.е, Заземляется (на фиг. 1 общий проводник не показан).Работа резистора в электрической цепи не отличается от известных, однако диапазон его рабочих частот существенно шире по следующим причинам.Эквивалентная схема (фиг, 3) высокоомного резистора (прототипа) содержит распределенную емкость резистивного элемента 2 (С); емкость между торцовыми выводами 4, 5 (С) емКость между токопроводящим и резистивным элементами (.Сс)у распределенные емкости между общим проводником (землей) и резистивными элементом 2 (С); резистивное сопротивление высокоомного резистора (Р).Емкость С увеличивает общую параэитную емкость резистора, а .емкости С малы и несущественно вли 1яют на его диапазон рабочих частот. Учитывая, что на частотные свойства резистора наиболее существенно влияют емкость С, эквивалентная схема высокоомного резистора при заземлении контактного вывода 8 токопроводящего элемента (установленного на равных расстояниях от торцовых выводов 4 и 5) может быть представле" на как показано на фиг.,3. Токопроводящий элемент совмещает в себе емкость С , образованную первым витком спирали б и реэистивным элементом 2 (зта емкость практически не" зависит от количества витков спира,ли), и индуктивность (, , образо-. ванную всеми витками спирали 6.Токопроводящий элемент делит аопротивление высокоомного резистора пополам, а его емкость " с некоторым коэффициентом п(т.е. С/гп). При Сс - с 0 коэффициенте-ь 2, т.е. к своему максимальному значению. Полное сопротивление резистора при С - со,(. -ф 0 имеет значение2)БАРС1+В этом случае, как следует из формулы (1), постоянная времени реэис тора может быть уменьшена в четыре раза (практически в 1,8-2 раза). Э реальном случае величина емкости С не может быть большой. Определим эйачение этой емкости, при которомполное сопротивление высокоомного резистора наименее зависит от частоты. Функция рабочего затухания резистора (фиг. 4) определяется соотношениема г4+а Яр 2 2 оо( ю (2)42 2 Р 2 Р2 2 4 й 22 4о о 10где а - + Ф(ф 4 о 4 15 ношением3С=О,О+о фф/см 1, (4) а емкость С при малой толщине Иэолирукшего покрытия 3 может быть определена по Формуле плоского кон- денсатора 35 О, ОВЬ Е 3) И смгС оф 1: (5) то соотношение (3), связывающее раэ меры реэистивного элемента и первого витка спирали 6, принимает вид0,8ЗНАМОКФ45(0,56 Ег РОтВ соотношениях (4) - (6) приняты обозначения: Е - относительная диэлектрическая проницаемость изолирую. щего покрытия резистора; О - диаметр 50 диэлектрического цилиндра с учеэом толщины резистивного элемента; 0- ширина ленточного проводника спирали б; д - толщина иэолирукщего покрытия 3; ). - длина резистивного 55элемента 2; кф - коэффициент Формы резистора, равный Ь /ТО для реэнсто-. ров с реэистивным пленочным материалом цилиндрической формы (для резисторов со спиральной нарезкой кф яв " ляется функцией а/4, где а - расстоя. ние между смежными витками, ас - шагспирали),При С с С(фиг. 2) нетрудно оп.Ределить веРхнюю граничную частоту 65 ш 2 оС 4Я = нормированная частота;ы - круговая частота;2 - сопротивление источникаосигнала и нагрузки, междукоторыми включен резистор.Из Формулы (2) находим оптимальное значение емкости С , соответст . вусщее максимально плоским АЧХ высо-. коомного резистора 25ОВ 2 СС = (3)ойучитывая, что распределеннаяемкость резистора определяется соотрезистора (по уровню искажений АЧХЗдБ)гр 6 (71РВ прототипе Я:2 /й. Из уравгр онения (7) следует, что емкость С токопроводящего элемента позволяет дополнительно расширить диапазон ра" бочих частот высокоомного резистора в 1,6 раза.Диапазон рабочих частот высокоомного резистора расширяется еще и путем выполнения токопроводящего элемента в Форме спирали, обладающей индуктивным сопротивлением. Функция рабочего затухания высоко-. омного резистора с учетом Сс и Ь (Фиг, 4) имеет видс22 2 о д 22 2 4+ ф (Э) 2 с Лс ло 2 о Гс гдек Р-- и,"-- акткакаа4+Я 14 ЯЬи реактивная составляющие полногосопротивления резистора (й/2и С/в; фиг. 4)ыЕСЯ : - нормированная частотаат- граничная частота резистора при С 0 Ь =Оус)щС /щСгс 2 г г - полное сопро 1-ш (, С 4-шг/шг)тивление токопроводящего элементапри высокой проводимости спирали б1резонансная частота токопроводящего элемента (которая выби" рается в 2-3 раза большей, чем гранич" ная частота резисторапри (.с: 0) .,Результаты (фиг. ) численного расчета по соотношению (8) для различных значений й показывают, что индуктивность спирали 6 (при оптимальном значении емкости С ) дополнительно расширяет диапазой рабочих частот высокоомного резистора в 1,8- 2 раза. Сравните, например, кривые, соответствующие 1 = 0 и 1 = 0,5, где 1 о= шб/о. Дальнейшее РасшиРение диапазона рабочик частот высокоомно" го резистора достигается уменьшением проводимости (увеличением сопротивления) проводящей ленты б. Это изме" нение параметра ленты б приводит к уменьшению добротности собственного резонанса токопроводящего элемента.1067539 Таким обраэом, предлагаемый высо- струкцию, чем иэвестные резисторы, коомный реэистор в 4-6 раэа широко- решающие аналогичную эадачу расшиполоснее и имеет болев простую кон- ренин диапаэона рабочих частот. 4-Я ч 2. г.Ф д РВ Филиал ППП фПатентф,г. Ужгород, ул. Проектна ИИИП краж Заказ 11218/54 Подписное