двумя членами: Тс и р. Интересно отметить, что при квадратичной зависимости емкости конденсатора от температуры разбивка широкого температурного диапазона на более узкие температурные участки не всегда будет приводить к разным величинам усредненного значения Гс- Если связать крайние температуры участков зависимостью (3-20]

.: Г, -\-jr, = + Гз при < < < Г (3-5)

то усредненное значение Тс, определенное по (3-1), окажется одинаковым для температурных участков Тг-Та и Гв-Т. Данное обстоятельство может быть использовано для проверки квадрэтичности кривой C=f (Г) разных типов конденсаторов. Кроме того, если необходимо по каким-либо причинам сместить одну из граничных температур при измерении Тс, то соответствующее перемещение второй температурной точки в соответствии с (3-5) не приведет к другому значению ТКЕ.

В. СОЕДИНЕНИЕ КОНДЕНСАТОРОВ С РАЗНЫМИ ТКЕ

В практике температурной компенсации цепей и отдельных конденсаторов [3-3, 3-10, 3-17, 3-79] часто требуются конденсаторы, имеющие определенные значения емкости и ТКЕ, отличающиеся от тех, которые изготавливаются. Последнее вызывает необходимость составлять требуемую емкость из нескольких конденсаторов [3-5, 3-34, 3-40, 3-69], соединяя последние последовательно и параллельно. Приведем соотношения, необходимые для расчета такого соединения. При последовательном и параллельном соединении конденсаторов с разными значениями ТКЕ можно в известных условиях получить меньшее значение ТКЕ для всего соединения. Так, для последовательного соединения общая емкость, как известно, находится из выра-

жения 1/С=2(1/Ск). В случае если конденсаторы Ci ... Сп

имеют в данном интервале температур ЛГ температурные коэффициенты емкости Гс1 ... Теп, то ТКЕ для всего соединения можно найти из соотношения:

\ п / \

(3-6)

Совершенно аналогично для параллельного соединения:

C = i]C,; (3-7)

(3-8)

.==(1/С)2(Сл,)=21сл,

Для двух конденсаторов выражения (3-6) и (3-8) упрощаются и принимают вид:

для последовательного соединения

= -аСЛСг + + МСг + Q; (3-9) для параллельного соединения

с = -охСЛС + + -сСЛСг + С,). (3-10)

Таким образом, при соединении (последовательно) конденсатора емкостью 20 пф с ТКЕ, равным +АО-\0-град-, с кон-денс атором 100 пф при ТКЕ, равным -20Л0-град-, получим конденсатор общей емкостью 16,6 пф и ТКЕ, равным -РЗО-ЛО-град-. Меньшее значение ТКЕ можно получить, если соединить их параллельно. Согласно (3-7) получим С=120 пф, а ТКЕ будет -\0-\Q-zpad-.

Конденсатор с очень малым температурным коэффициентом можно получить при тщательном подборе величин емкости и ТКЕ соединяемых конденсаторов. Как следует из (3-9) и (3-10), компенсация может иметь место при Xci и Тс2 разных знаков, если отношение величин емкостей равно отношению их ТКЕ для последовательного соединения и совпадает с обратным отношением ТКЕ для параллельного соединения.

Приравняв нулю (3-9) и (3-10), можно получить Тс2/тс1= = C2/Ci для последовательного соединения, т. е. когда общая емкость

с = ад(С1 + с,). (3-11)

-J-a-CJC, (3-1 la)

для параллельного, т. е. когда C=Ci + C2. Как известно [3-3, 3-4], стабильность частоты генератора в значительной степени зависит от стабильности элементов L к С колебательного контура, т. е.

X = 2irl/Zc (3-12)

hM/K=AC/{2C)+AL/{2L), или тх = ДХ/(?.ДГ) =0,5гс-Ь0,5т, где гх -температурный коэффициент длины волны, а Тс и - темпер aVypHbie коэффициенты емкости и индуктивности. Независимость длины волны от температуры может быть достигнута при условии, если

T=-V (3-13)

Для получения заданного малого отрицательного ТКЕ конденсатора (определенной емкости), удовлетворяющего (3-13), приходится соединять последовательно либо параллельно конденсаторы с разными Тс- При последовательном соединении условие нулевой компенсации можно получить, если использовать (3-9) и (3-13), т. е.

Имея в виду (3-11), разрешив уравнение относительно Cz, получим

с, = с(. -. )/(.,-f. )- (3-14)

Совершенно аналогично, приравняв (3-10) и (3-13) и разрешив полученное соотношение относительно Сг, получим условие нулевой компенсации частоты при параллельном соединении компенсирующих конденсаторов: ,

С2 = С{- + -Жсг~Я- (3-15)

Поясним на примере, как пользоваться полученными соотношениями.

Пусть для генервции частоты 3,75 Мгц мы имеем катушку индуктивности L = 15 мкгн с температурным коэффициентом Ti, = -t-l-10- град~. Согласно (3-12) в контур необходимо включить конденсатор емкостью 120 пф. Для получения нулевого значения по (3-13) температурный коэффициент контурного конденсатора должен быть -10-10- град-. Конденсаторы с таким ТКЕ отсутствуют, но имеются с ТКЕ, равным 4-40-10- град- и -20-10- град-*. Какой величины емкости должны быть эти конденсаторы? Попытаемся использовать два конденсатора. Обозначим Cj с Tci=-1-40-10- град- и Са с Тс2= =-20-10- град-. Имея в виду параллельное соединение, подставим Ci, Тсь Тс2 и Ть в (3-15) и определим Cz:

120(М0- -f4010-) 40-10- +20-10-тогда Ci= 120-100=20 пф.

Если нам удобнее последовательное соединение, нужно воспользоваться (3-14), г. е.

120(40 10--f 20-10-)

Са =--Е---= 144 пф.

110- -f 40-10-

Используя (3-11), получим Ci=720 пф. В случае, когда и этих значений емкости не окажется в наличии, придется соединять три и более конденсатора последовательно и параллельно, пользуясь (3-9) и (3-10), пока не будет найдено нужное значение емкости и ТКЕ.

3-2. Методы исхемы измерения ТКЕ

А. КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТОДОВ ИЗМЕРЕНИЯ ТКЕ

Методы измерения температурного коэффициента сводятся к определению изменения емкости испытуемого конденсатора, вызванного изменением температуры, как это непосредственно следует из (3-1). Общностью всех методов является, следовательно, необходимость измерения изменений емкости и температуры. Несмотря на эту общность, методы измерения ТКЕ подразделяются на две большие группы, отличающиеся режимом нагрева испытуемого объекта (рис. 3-3). В том случае, если режим нагрева обеспечивает одинаковую температуру окружающей объект среды и самого объекта в течение определенного конечного промежутка времени, будем иметь статический