Счетчики с заданным коэффициентом деления

Такой счетчик используется если требуется требуемый коэффициент пересчета.

Коэффициент пересчета (деления) – кол-во различных состояний, в которых может находиться система. Для счетчиков – это число возможных комбинаций, которые счетчик может выдать на выходе. Например если счетчик имеет 4 выхода, то на них могут присутствовать значения от 0000 до 1111 т.е. всего 16 различных состояний, значит коэф. пересчета равен 16! Коэффициент определяется по формуле: N=2ⁿ,n-число выходов счетчика.

Если же требуется счетчик который должен считать например от 0000 (десятичное 0) до 1011 (десятичное 11), то требуется коэффициент пересчета равный 12! Для этого и применяется счетчик с заданным коэффициентом пересчета. От обычного он отличается тем, что имеет один логический элемент 4И с 4-мью входами (На его выходе появиться 1 ТОЛЬКО если на ВСЕХ входах будут 1!)

Все 4 триггера помимо входа для тактирующих импульсов (С), прямого и инверсных выходов имеют входы сброса (R). Если во время подсчета импульсов счетчика на эти входы подать 1, то произойдет сброс ВСЕХ триггеров в нулевое значение, это означает, что счетчик будет считать ЗАНОВО (от 0000). Для того, чтобы обеспечить сброс триггеров на входы элемента 4И должны быть поданы четыре единицы =) Т.о. в зависимости от требуемого коэффициента пересчета счетчика мы подключаем входы 4И к прямым или инверсным входам триггеров. На рис представлена схема, которая обеспечивает коэффициент пересчета равный 10. Первый вход 4И на прямой выход триггера, второй – на инверсный, третий на инверсный, четвертый на прямой. Т.е. если на выходах 1,2,4,8 счетчика появляется число 1001 (дес. 9), то на входах 4И действует 4 единицы (на 2,4 выходах счетчика сигналы снимаются с инверсных выходов триггеров), что приводит к подаче сигнала сброса на все триггеры и счетчик начинает считать заново.

1. Конденсаторные керамические материалы Конденсаторные керамические материалы отличаются от обычных керамических материалов значительно большей величиной диэлектрической проницаемости (е). Кроме того, большинство конденсаторных керамических материалов обладает малым температурным коэффициентом диэлектрической проницаемости (ТКе). Вследствие этого в электрических установках с керамическими конденсаторами повышение температуры не вызывает заметного изменения емкости в установке.Основным компонентом большинства исходных керамических масс для конденсаторной керамики является двуокись титана (TiOг) или двуокись олова (БпО2), представляющие собой порошки белого цвета. После обжига при температуре 1300—1350° С двуокись титана или двуокись олова приобретает плотную кристаллическую структуру.Конденсаторные керамические материалы па основе двуокиси титана с небольшими добавками глинистых веществ и некоторых других компонентов известны под марками М-70; Т-80. Цифры при буквах показывают величину диэлектрической проницаемости этих материалов. Из них изготовляют керамические конденсаторы на высокие напряжения, так как эти материалы обладают относительно малыми значениями тангенса угла диэлектрических потерь Чтобы получить материалы с еще большими значениями диэлектрической проницаемости и с малыми величинами температурного коэффициента диэлектрической проницаемости, прибегают к соединениям двуокиси титана с окислами других металлов: кальция (СаО), магния (MgO), цинка (ZnO) и др.В процессе обжига смеси этих окислов, взятых в определенном соотношении, образуются титанаты соответствующих металлов: титанат кальция (СаТiО3), титанат магния (MgTiО3), титанат цинка (ZnTiО3) и др. Все титанаты отличаются большими значениями диэлектрической проницаемости (е = 20-250), что объясняется интенсивно развивающимися в них процессами ионной и электронной поляризации при наличии в этих материалах внутреннего электрического поля, усиливающего эти процессы. Внутреннее электрическое поле в титанатах различных металлов вызвано особенностью их кристаллической структуры.Замечено, что у титанатов, имеющих большую величину диэлектрической проницаемости, наблюдается и большая величина температурного коэффициента диэлектрической проницаемости (ТКк).К материалам, идущим для изготовления термостабильных керамических конденсаторов, относятся термоконды (Т-20 и Т-40). Из этих материалов изготовляют термостабильные конденсаторы низкого напряжения, емкость которых в очень малой степени зависит от температуры.В производстве термостабильных керамических конденсаторов высокого и низкого напряжения находят большое применение материалы, получаемые на основе соединений двуокиси олова (SnC2) с другими металлами (СаО; MgO и др.). Такого рода диэлектрики называются станнатами, например станнат кальция (CaSn03), станнат магния (MgSn03) и др.Эти керамические материалы обладают весьма малыми положительными значениями температурного коэффициента диэлектрической проницаемости ТКе=(20-30) -10-6 1/°С.Из станнатной керамики изготовляют высокостабильные керамические конденсаторы высокого и низкого напряжения. Станнатная керамика более устойчива к длительному воздействию постоянного электрического поля высокого напряжения по сравнению с материалами на основе титанатов.У керамических материалов на основе титанатов постоянное электрическое поле вызывает процесс электрохимического старения материала при повышенных температурах (200—300° С). В результате этого необратимого процесса электроизоляционные свойства титанатовой керамики ухудшаются и при высоких напряжениях это приводит к пробою конденсаторов.Керамические конденсаторы (см. рис. 131) изготовляют различными методами: прессованием в стальных пресс-формах из исходных порошкообразных масс (дисковые конденсаторы), протяжкой с помощью вакуум-пресса из пластичных керамических масс, методом литья жидкой керамической массы в гипсовые формы. Последний способ применяют для изготовления керамических конденсаторов на высокие напряжения, например горшковых конденсаторов (см. рис. 131, г). Конденсаторы, полученные одним из трех описанных способов, подвергают термической обработке — обжигу в печах. В результате обжига получают неувлажняемые изделия из плотных керамических материалов. Керамические конденсаторы не нуждаются в герметизации (металлических или пластмассовых кожухах), которая необходима для защиты от влаги бумажных и слюдяных конденсаторов.Металлические электроды наносят па поверхность керамических конденсаторов методом вжигания серебра. Для этого на поверхность уже готовых керамических конденсаторов наносят слой краски, в которой имеются окислы серебра. Затем конденсаторы ставят в печь, где при температуре 750—800° С происходит термическая обработка нанесенного слоя краски. При этом окислы серебра восстанавливаются до металлического серебра, которое прочно сцепляется с поверхностью неглазурованной керамики, образуя слой толщиной 8—12 мкм. К этому слою серебра припаивают медные проводники, а затем весь конденсатор покрывают слоем органической электроизоляционной эмали. Последняя необходима для защиты электродных слоев серебра от коррозии и для предотвращения замыкания электродов частицами влаги в случае применения конденсаторов во влажной атмосфере.Основные характеристики наиболее широко применяемых керамических конденсаторных материалов приведены в табл. 47.

СЕГНЕТОЭЛЕКТРИКИ - кристаллич. диэлектрики (полупроводники), обладающие в определённом диапазоне темп-р спонтанной поляризацией, к-рая существенно изменяется под влиянием внеш. воздействий. Структуру С. можно представить как результат фазового перехода кристалла с искажением структуры (понижением симметрии) из неполярной структуры (параэлектрич. фазы) в полярную (сегнетоэлектрич. фазу). В большинстве случаев это искажение структуры такое же, как и при воздействии электрич. поля на кристалл в неполярной (параэлектрич.) фазе. Такие С. наз. собственными, а искажение неполярной структуры связано с появлением спонтанной электрич. поляризации. В ряде С. поляризация возникает как вторичный эффект, сопровождающий перестройку структуры, к-рая не связана непосредственно с поляризацией и не может быть вызвана электрич. полем. Такие С. наз. несобственными.

Как правило, наблюдается фазовый переход непосредственно между сегнето- и параэлектрической (более симметричной) фазами. Однако есть кристаллы, в к-рых между этими фазами осуществляется промежуточная фаза с особыми свойствами - т. н. несоразмерная фаза (см. ниже).

Особенностью всех С. является относит. близость структур пара- и сегнетоэлектрич. фаз. Изменения ср. положений ионов при возникновении спонтанной поляризации обычно гораздо меньше, чем межионные расстояния. Поэтому спонтанная поляризация С. легко изменяется под влиянием внеш. воздействий - электрич. полей, упругих напряжений, изменений темп-ры и др. С этим связаны весьма высокие (по сравнению с обычными диэлектриками) значения диэлектрич. проницаемости, пьезоэлектрических (см. Пъезоэлектрики)и пироэлектрических (см. Пароэлектрики)постоянных. Сегнетоэлектрич. свойства были впервые обнаружены у кристаллов сегнетовой соли KNaC₄H₄O₆*4H₂O (1921), а затем у дигидрофосфата калия КН₂РО₄ (1935). Интенсивные исследования С. начались в 1945, когда были обнаружены сегнетоэлектрич. свойства керамики ВаТiO₃ - родоначальника обширного семейства С. кислородно-октаэдрич. типа. В 60-х гг. начались исследования несобств. С., в сер. 70-х гг.- С. с несоразмерной фазой. К 1990 известно неск. сотен С.; характеристики нек-рых из них приведены в табл.

Характеристики некоторых сегнетоэлектриков (С - собственный, Н-несобственный, НС-с несоразмерной фазой)

Пьезокерамика — искусственный материал, обладающий пьезоэлектрическими и сегнетоэлектрическими свойствами, имеющий поликристаллическую структуру.

Пьезокерамика не принадлежит к классическим видам керамики, поскольку в ее состав не входит глинистое вещество. Пьезокерамические материалы синтезируются из окислов металлов. Однако применение характерного для керамической технологии приема — обжига при высокой температуре — оправдывает отнесение пьезокерамических материалов к семейству керамики. Пьезо (от греческого «пиезо» — давить) указывает на то, что этому виду керамики присуще особое свойство — пьезоэлектрический эффект.

Размеры кристаллитов обычно от 2 до 100 мкм. Каждый кристаллит представляет собой сегнетоэлектрический кристалл.
В исходном состоянии поляризация пьезокерамических (ПК) элементов равна нулю, поскольку каждый кристаллит разбит на домены и имеет случайное направлениекристаллографической оси. При приложении внешнего электрического поля превышающего определённую величину, называемую коэрцитивным полем, направления поляризации кристаллитов выстраиваются в направлении максимально близком к направлению поляризующего поля. Поляризованная пьезокерамика обладает ярко выраженными пьезоэлектрическими свойствами.

Величина пьезомодуля d33 достигает нескольких сотен пКл/Н. Также для ПК характеризуется высокими значениями относительной диэлектрической проницаемости.

ПК обладают всеми свойствами, присущими кристаллическим сегнетоэлектрикам.
Впервые ПК материал был синтезирован в 1944 г. советским ученым Б. М. Вулом, обнаружившим сегнетоэлектрические свойства титаната бария ВаТiO₃. Практически одновременно эти свойства титаната бария были обнаружены американскими и японскими исследователями.