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Die Erfindung bezieht sich auf einen Tuner mit einer Schaltungskarte aus einem flachen Stück dielektrischen Materials, auf dessen einer Seite Leiter angebracht sind, von denen ein erster eine
Kante hat und auf ein festes Potential gelegt ist und ein streifenförmiger Leiter mit einer Kante parallel zur Kante des ersten Leiters in einem geringen Abstand von diesem zur Bildung eines
Spaltes zwischen den Leitern verläuft und die Länge und Breite des streifenförmigen Leiters so gewählt sind, dass eine im UHF-Bereich induktive Reaktanz gebildet wird, wobei der streifenförmige
Leiter mit einem Ende an den ersten Leiter angeschlossen ist.
Für VHF- und UHF-Tuner sind eine Vielzahl von Anordnungen bekannt. Ein solcher Tuner ist beispielsweise in der US-PS Nr. 3, 806, 844 dargestellt, bei welchem in verteilter Form ausgebil- dete Spulen und Kapazitäten für den UHF-Teil des Tuners dadurch gebildet werden, dass Teile aus einem Metallchassis ausgestanzt werden.
Die Ausbildung koplanarer verteilter Blindschaltelemente ist in einem Aufsatz mit dem Titel "Computation of Coplanar-Type Strip-Line Characteristics by Relaxation Method and Its Application to Microwave Circuits" von T. Hatsuda in IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Band MTT-23, Heft 10, vom Oktober 1975.
Sogenannte gedruckte Schaltungen, und insbesondere erdunsymmetrische gedruckte Schaltungskarten (also gedruckte Schaltungskarten, deren Leiter nur auf einer Seite angebracht sind) eignen sich besonders gut zur Anwendung in Tunern, da sie geringere Materialkosten bedingen, weniger Montagezeit benötigen und sich für die Herstellung besser eignen. Weiterhin lassen sich Tuner mit gedruckten Schaltungsarten leicht von Typ zu Typ ändern, indem man die photographische Maske verändert, welche das Leitungsmuster auf der gedruckten Karte definiert.
Durch die AT-PS Nr. 249763 wurde auch schon eine Abstimmeinrichtung mit einem Topfkreis, dessen Innenleiter an oder nahe einem Ende mit einer Abstimmkapazität und am andern Ende über eine Induktivität mit Masse verbunden ist, wobei der Innenleiter im Bereich der niedrigsten vorkommenden Frequenz als Zuleitung zur Induktivität wirkt, vorgeschlagen, bei der eine doppelseitig mit Kupfer bestimmte Teflonplatte vorgesehen ist, an deren einer Seite die zur Bildung des Aussenund des Innenleiters nötigen Abtragungen der Kupferschicht angeordnet sind.
Bei dieser Lösung ergibt sich aber der Nachteil höherer Materialkosten.
Ziel der Erfindung ist es einen Tuner der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen bei dem diese Nachteile vermieden sind und der sich durch geringe Materialkosten und Assemblierungszeiten und eine einfache Herstellung auszeichnet.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass die Schaltungskarte in einem wenigstens einen Teil des Spaltes, einen Teil des ersten Leiters und einen Teil des streifenförmigen Leiters umfassenden Bereich mit einer ersten Durchbrechung versehen ist, wobei ein Ende des streifenförmigen Leiters durch ein Ende der Durchbrechung festgelegt ist, und dass zur Festlegung der Lage des andern Endes des streifenförmigen Leiters relativ zur ersten Durchbrechung in der Schaltungskarte eine zweite Durchbrechung vorgesehen ist. Durch diese Massnahmen ergeben sich eine Reihe von Vorteilen. Zunächst können die Leiter auf lediglich einer Seite der Schaltungskarte angeordnet werden. Die Verwendung als Tuner wird hiedurch in besonderer Weise begünstigt, da sich herabgesetzte Materialkosten, eine geringere Assemblierungszeit und eine höhere Zuverlässigkeit ergibt.
Die in der Schaltungskarte vorgesehene Durchbrechung erhöht nicht nur den Faktor Q der Spule, sondern verbessert auch die thermische Stabilität, definiert die Länge des streifenförmigen Leiters und schafft eine Montageausnehmung für ein diskretes Schaltungselement z. B. eine Veraktordiode.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemässen Schlitz-Leiteranordnung besteht darin, dass zum Ausstanzen der Durchbrechung bzw. der Durchbrechungen ein einziges Werkzeug verwendet werden kann, wodurch Fehler in der Ausrichtung der Schaltungskarte mit dem Stanzwerkzeug vermieden werden können. Diese höheren Fertigungsgenauigkeiten haben aber auch zur Folge, dass sich die Induktivitätswerte von Schaltungskarte zu Schaltungskarte nur wenig voneinander unterscheiden werden und somit geringere Fertigungstoleranzen erreicht werden können.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass wenigstens die erste bzw. die zweite Durchbrechung mit einer biegsamen Zunge versehen ist, welche der Durchbrechung gegen- überliegend angeordnet und derart an der Schaltungskarte montiert ist, dass sie zur Ebene der Schaltungskarte geneigt ist, wodurch die induktive Reaktanz durch diese Neigung einstellbar ist.
Auf diese Weise lässt sich sehr einfach eine Abstimmung des Tuners erreichen.
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Die Erfindung ist nachfolgend an Hand der Darstellungen eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen : Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Teil einer gedruckten Schaltungskarte eines
Tuners entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung ; Fig. 2 das elektrische Schaltbild entspre- chend der gedruckten Schaltungskarte nach Fig. l ; und Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines
Ausschnittes der gedruckten Schaltung gemäss Fig. 1.
In den Zeichnungen sind in den verschiedenen Figuren für gleiche Elemente dieselben Bezugs- zahlen verwendet.
Wie insbesondere in den Fig. 1 und 3 dargestellt ist, weist ein Tuner eines Fernsehempfängers eine gedruckte Schaltungskarte --110--, auf, bei der auf einer Seite (in Fig. 1 der nach oben zeigenden Seite) einer Platte aus dielektrischem Material Leiter montiert sind, so dass eine so- genannte unsymmetrische gedruckte Schaltungskarte entsteht. Ein relativ grossflächiger Leiter - bildet eine Masseebene. Koplanar mit dieser Masseebene sind zahlreiche andere Leiter angeordnet, so dass in verteilter Form ausgebildete Induktivitäten und Kapazitäten entstehen. Bestimmte diskrete Schaltungselemente (z.
B. die mit den Bezugszahlen --228, 254-- bezeichneten, um nur einige zu nennen und durch gestrichelte Linien angedeuteten) sind auf der Seite der Schaltungskarte --110-- angeordnet, welche derjenigen gegenüberliegt, auf welcher die Leiter, wie --116--, angebracht sind und die nachfolgend als Komponentenseite bezeichnet wird. Bestimmte andere diskrete Bauelemente (beispielsweise --218--) sind in Schlitzen (beispielsweise --126--) montiert, welche sich durch die Schaltungskarte --110-- erstrecken. Die diskreten Bauelemente sind mit Anschlussleitern an Leiter auf der Leiterseite der Schaltungskarte --110-- angelötet, welche die verschiedenen Teile des Tuners verbinden.
In der Schaltungskarte --110-- sind auch Löcher ausgebildet, mit deren Hilfe Anschlussleiter der diskreten Bauelemente an die gedruckten Leiter angeschlossen werden können. In der Darstellung sind die Lötverbindungen oder Anschlüsse aus Gründen der Klarheit nicht gesondert dargestellt. Es sei jedoch bemerkt, dass die dargestellte Anordnung sich zum Verlöten der Elemente mit der Schaltungskarte mit Hilfe einer Lötmittelwelle eignet.
Eine elektrische Schaltung ähnlich der in Fig. 2 dargestellten und entsprechend der gedruckten Schaltungskarte gemäss Fig. 1 ist in der US-PS Nr. 4, 048, 598 beschrieben, auf welcher hier Bezug genommen wird. Die Bezugszahlen in Fig. 1 dieser US-PS stimmen hinsichtlich der letzten beiden Zahlen mit den Bezugszahlen in der Fig. 2 überein.
Von der UHF-Antennenschaltung --212-- empfangene UHF-Signale werden über eine Steckerverbindung --112-- einer als diskretes Bauelement ausgeführten Induktivität --214-- zugeführt. Ein Ende dieser Induktivität liegt über einen Widerstand --215-- am Masseleiter --116--. Die Induk- tivität --214-- ist oberhalb eines streifenförmigen Leiters --114-- angeordnet, so dass sie Signale zu diesem koppelt. Der streifenförmige Leiter --114-- verläuft mit einer Kante parallel zu einer Kante des Masseleiters --116-- und befindet sich in einem vorbestimmten Abstand von diesem, um eine verteilte Induktivität --216-- zu bilden.
Durch die Schaltungskarte --110-- ist im Zwischenraum zwischen dem streifenförmigen Leiter --114-- und der Masseebene --116-- ein Schlitz --118-- ausgestanzt oder anderweitig gebildet, um die Güte Q der Induktivität --216-- am oberen Ende des UHF-Bandes in der nachfolgend erläuterten Weise zu verbessern. Auf einer Seite der Schaltungskarte --110-- ist gegenüber der die Leiter aufweisenden Seite eine Metallzunge --120-- angebracht, von der sich Schenkel --122a, 122b und 122c-- durch entsprechende Schlitze in der Schaltungskarte --110-- erstrecken, die mit dem Masseleiter --116-- verlötet sind.
Die Schenkel --124a und 124b-- bestimmen, wie weit die Schenkel --122a, 122b und 122c-- durch die Schaltungskarte --110-- hindurchragen. Die Zunge --120-- ist im Winkel (Biegung) gegenüber der Ebene der Schaltungskarte --110-- unter dem Schlitz --118-- angeordnet, damit sich der Wert der Induktivität --216-- einstellen lässt. Die Schenkel --124a und 124b-- verhindern, dass die Zunge --120-- in ihrem Schnittpunkt mit der Schaltungskarte --110-- zu scharf geknickt wird, so dass die Zunge --120-- öfters justiert werden kann, ohne abzubrechen.
Eine Kapazitätsdiode --218-- ist in einem zugehörigen Montageschlitz --126-- montiert, der durch die Schaltungskarte --110-- gestanzt ist, und mit ihrem Anodenanschluss ist sie an den Leiter --114-- angeschlossen, mit ihrem durch einen Ring gekennzeichneten Kathodenanschluss mit einer Leiterfläche --127-- verbunden. Da die Kapazitätsdiode --218-- im Schlitz --126-- montiert
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ist, sind ihre Anschlussdrähte verkürzt, und daher sind die relativ schwierig zu kontrollierenden
Induktivitäten verkleinert, die sonst durch die Anschlussdrähte gebildet werden.
Der Abstand zwi- schen dem der Induktivität --216-- zugeordneten Schlitz --118-- und dem der Kapazitätsdiode - 218-- zugeordneten Schlitz --126-- bestimmt die Länge des Schlitzes zwischen dem streifenförmigen Leiter --114-- und dem Masseleiter --116-- und bestimmt damit die Länge des Leiters --114-- und somit auch den Nennwert der Induktivität --216--, wie nachfolgend noch erläutert werden wird.
In einem zwischen der Leiterfläche --127-- und dem Messeleiter --116-- angeordneten Schlitz --130-- ist eine Kapazität-220-- montiert, welche ein dielektrisches Material zwischen zwei parallelen leitenden Platten --128a und 128b-- aufweist. Die Platten --128a und 128b-- des Kondensators --220-- sind blank und stehen in Kontakt mit der Leiterfläche --127-- bzw. dem Masseleiter --116--, mit denen sie verlötet sind. Diese Montageanordnung ist zweckmässig, da hiedurch Bauelementzuleitungen vermieden werden, deren Induktivität relativ schwierig von Platte zu Platte zu kontrollieren sind. Der Kondensator --220-- hat eine trapezförmige Gestalt, damit sich bestimmen lässt, wie weit er in den Schlitz --130-- hineingesteckt werden kann.
Ein Widerstand --290-- ist auf der der Leiterseite der Schaltungskarte --110-- gegenüber- liegenden Seite montiert und mit der Leiterfläche --127-- (Kathode der Kapazitätsdiode --218--) gekoppelt, um der Kapazitätsdiode --218-- von deren Steuerschaltung-288- (Fig. 2) erzeugte Steuerspannungen zuzuführen.
In einem zwischen dem streifenförmigen Leiter --114-- und einer Leiterfläche --129-- befind- lichen Schlitz ist ein Kondensator --224-- montiert, der ebenfalls ein Typ von Trapezform mit blanken parallelen Platten ist. Eine diskrete Luftspule --228--, die auf der Komponentenseite der Schal- tungskarte --110-- montiert ist, verbindet die Leiterflächen --129 und 131--. Die Spule --228-wird verwendet, weil sie eine höhere Induktivität hat als eine verteilt ausgebildete Induktivität.
Man könnte zwar auch eine solche für die Induktivität --228-- verwenden, man würde dann aber mehr Platz als für eine Luftspule benötigen. Ein trapezförmiger Kondensator --236-- mit blanken parallelen Platten ist in einem entsprechenden Schlitz zwischen der Leiterfläche --131-- und dem Masseleiter --116-- montiert.
Ein Gateanschluss --G1-- eines Feldeffekttransistors --226-- ist mit der Leiterfläche --129-- verlötet. Die Anordnung des Kondensators --224-- mit der Induktivität - 228-- bildet eine Impedanzwandlerschaltung, welche im einzelnen in der bereits erwähnten US-PS beschrieben ist und die Leistungsverstärkung des UHF-Verstärkers mit dem Feldeffekttransistor --226-- am unteren Ende des UHF-Bandes vergrössert, ohne die Leistungsverstärkung am oberen UHF-Bandende nennenswert zu verringern.
Dem Gate --G1-- des Feldeffekttransistors --226-- wird eine Vorspannung von einer Bereichswählschaltung --23-- (Fig.2) über die Induktivität --228-- und eine diskrete Widerstände --232 und 234-- aufweisende Schaltung zugeführt, die auf der Bauelementenseite der Schaltungskarte - 110-- montiert ist und mit der Leiterfläche --131-- verbunden ist.
Der Feldeffekttransistor --226-- ist in einer entsprechenden Öffnung in der Schaltungskarte
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--G2-- des Feldeffekttransistors --226-- ist- zugeführt, der mit der Leiterfläche --133-- verbunden ist und sich auf der Komponentenseite der Schaltungskarte --110-- befindet. Ein trapezförmiger Kondensator --248-- ist in einem zugehörigen Schlitz zwischen der Leiterflächen --133-- und dem Masseleiter --116-- montiert. Die Ferritperle --249-- und der Kondensator --248-- verhindern Schwingungen des den Feldeffekttransistor --226-- enthaltenden Verstärkers.
Die Sourceelektrode --S-- des Feldeffekttransistors --226-- ist an eine Leiterfläche --135-- angeschlossen, die über einen trapezförmigen Kondensator --242-- mit blanken parallelen Platten an Masse angeschlossen ist, wobei der Kondensator --242-- in einem Schlitz zwischen dem Leiter --135-- und dem Masseleiter --116-- sitzt. Der Sourceelektrode des Feldeffekttransistors --226-wird von der Bereichswählschaltung --233-- über eine Widerstandsschaltung mit den Widerstän- den --238 und 240--, die auf der Komponentenseite der Schaltungskarte --110-- sitzen, eine Vorspannung zugeführt.
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Der soweit beschriebene Teil des UHF-Tuners ist von leitenden Metallwänden --134, 140,142 und 144-- umschlossen. Die Wände --142 und 144-- bilden die Aussenwände des Tuners. Der Tuner hat auch eine Deck- und eine Bodenplatte--146 bzw. 148--aus leitendem Metall, wie in Fig. 3 sichtbar ist. Die Wände --142 und 144-- sowie Deck- und Bodenplatte --146 und 148-- verhindern, dass innerhalb des Tuners entstehende elektromagnetische Strahlungen zu andern Teilen des Empfängers gekoppelt werden. Ebenso schirmen sie die Tunerschaltung gegen Einflüsse von andern Teilen des Empfängers ab.
Die Wände --134 und 140-- unterteilen die verschiedenen Tunerteile und verhindern dadurch ein Einkoppeln elektromagnetischer Strahlungen von einem Tunerteil in einen andern und halten den Einfluss eines Tunerteils auf die elektromagnetischen Felder anderer Tunerteile gering.
Die Wand --134-- auf der Leiterseite der gedruckten Schaltungskarte --110-- montiert und enthält Schenkel --136a, 136b, 136c und 136d--, die durch entsprechende Schlitze der Schaltungskarte --110-- nach unten ragen. Die Schenkel --136a, 136b und 136c-- sind mit dem Masseleiter -- überall dort verlötet, wo sie durch zugehörige Schlitze des Masseleiters --116-- ragen.
Die Leiterwand --134-- hat auch Schenkel --138a, 138b und 138c--, welche Flächen der Leiterseite der Schaltungskarte --110-- berühren, die frei von Leitern sind. Die Schenkel --138a, 138b und 138c-- halten die Unterkante der Wand --134-- von einer Berührung mit Leitern auf der Schaltungskarte --110-- fern, so dass sie gleichförmig auf dieser montiert werden kann, ohne dass Lot auf den Leitern stören würde. Die Wand --140-- ist entsprechend wie die Wand --134-- ausgebildet.
Der Abschnitt zwischen den Wänden --134 und 144-- enthält den UHF-Teil, der Abschnitt jenseits der Wand --134-- den VHF-Teil des Tuners. Der in den Fig. 1 und 3 nicht dargestellte VHF-Teil des Tuners wird durch auf der Komponentenseite der Schaltungskarte --110-- befindliche
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gers sind im Blockschaltbild der Fig. 2 mit Bezugszahlen bezeichnet, deren Hunderterstellen eine 4 haben. Der zwischen den Wänden --134 und 140-- befindliche Teil bildet die erste Stufe des
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des UHF-Tuners, der in Fig. 2 schematisch dargestellt ist. Die im Schaltbild der Fig. 3 angezeigten Elemente lassen sich leicht in Fig. 1 wiederfinden. In der perspektivischen Teildarstellung der Fig. 3 sind sie nicht gezeigt.
Zum grössten Teil sind die Elemente in gleicher Weise wie die zuvor beschriebenen entsprechenden Elemente des UHF-Teils des Tuners auf der linken Seite der Wand -- 140-- augebildet. Jedoch erfordern einige Elemente, wie die Kapazitäten --266 und 269-- und die Induktivitäten --260, 264 und 274-- eine weitere Erläuterung.
Die zwischen die Induktivitäten --260 und 264-- gekoppelte Kapazität --266-- enthält einen T-förmigen Vorsprung --141--, welcher vom streifenförmigen Element --137-- des Leiters --260-wegragt. Die Oberseite des T-förmigen Vorsprungs befindet sich parallel in dichtem Abstand von einem L-förmigen Vorsprung --143--, der vom streifenförmigen Leiter --139-- wegragt. Die zwischen Induktivität --264-- und Masse gekoppelte Kapazität --269-- enthält einen L-förmigen Vorsprung --143--. Eine Innenkante des L-förmigen Vorsprungs --143-- befindet sich parallel in dichtem Abstand vom Masseleiter --116--.
Die Werte der Kapazitäten --266 und 269-werden durch die Abstände zwischen den entsprechenden Vorsprüngen und Leitern bestimmt, welche die Elemente bilden, mit denen sie gekoppelt sind.
Die Induktivität --260-- ist ausser ihrer kapazitiven Kopplung mit der Induktivität --264-- über die Kapazität --266-- auch magnetisch mit der Induktivität --264-- gekoppelt, weil das elektromagnetische Feld, welches zwischen dem streifenförmigen Leiter --137-- der Induktivität --260-- und dem streifenförmigen Leiter --139-- der Induktivität --264-- längs kreisförmiger Feldlinien senkrecht zur Ebene der Schaltungskarte --110-- sich ausbreitet, verschiedene Radien hat, die sich von einer Achse zwischen den streifenförmigen Leitern --137 und 139-- weg erstrecken.
Auf diese Weise ist die Induktivität --260-- auch magnetisch mit der Induktivität --274-- ge- koppelt. Ähnlich ist die Induktivität --264-- mit der Induktivität --274-- gekoppelt. Die Induk- tivität --274-- wird durch einen relativ schmalen Leiter gebildet, der vom streifenförmigen Lei-
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ter --139-- der Induktivität --164-- wegragt. Anders als die Induktivitäten --216, 260 und 264-kann die Induktivität --274-- als diskretes Element (anstatt als verteilte Induktivität) aufgefasst werden, da ihre Induktivität primär eine Funktion ihrer Länge (anstatt ihres Abstandes zum Masseleiter --116--) ist.
Der Wert der Induktivität --274-- entspricht also der Leiterinduktivität eines diskreten Elementes eines dünnen Leiterstückes auf einer gedruckten Schaltungskarte.
Der UHF-Oszillator --281-- ist in ähnlicher Weise wie die abgestimmten Schaltungen --222 und 256-- gebildet, die zuvor beschrieben worden sind, und daher ist sein Aufbau hier nicht gezeigt.
Es sei nun die Funktionsweise einer Schlitzinduktivität an Hand der Induktivität --216-- (Fig. 1 und 3) erläutert. Eine ähnliche Erläuterung gilt für die Schlitzinduktivitäten --260 und 264--. Die Schlitzinduktivität --216-- kann gedacht werden als an einem Ende nach Masse kurzgeschlossene verteilte HF-Leitung. Das Ersatzschaltbild einer solchen Leitung enthält eine Mehrzahl in Reihe geschalteter Induktivitäten und zwischen deren Verbindungspunkte und Masse geschalteter Kapazitäten. Bekanntermassen kann eine solche Leitung bei einer bestimmten Frequenz durch geeignete Wahl ihrer Länge entweder als kapazitive oder als induktive Reaktanz benutzt werden.
Da also die Anordnung des streifenförmigen Leiters --114-- mit dem Masseleiter --116-- eine Induktivität bilden soll, die mit der Kapazität der Kapazitätsdiode --218-- im UHF-Band einen Schwingkreis bilden soll, wird die ungefähre Länge des streifenförmigen Leiters --114-- (etwa die Länge des Spaltes zwischen dem streifenförmigen Leiter --114-- und dem Masseleiter --116--) so gewählt, dass die Leitung im UHF-Band im induktiven Reaktanzbereich ihrer Impedanz/Frequenz-Kennlinie arbeitet. Der spezielle Wert der induktiven Reaktanz wird durch die genaue Länge des streifenförmigen Leiters --114-- bestimmt.
Da zwischen dem Streifenleiter --114-- und dem Masseleiter --116-- ein elektrisches Feld als Gruppe von Feldlinien zunehmenden Radius um die Längsachse des Spaltes zwischen Streifen- leiter --114-- und Masseleiter --116-- und senkrecht zur Ebene der Schaltungskarte --110-- erzeugt wird, hängt die verteilte Kapazität der HF-Leitung --114-- von der Breite des Streifenleiters --114-- ab. Um den richtigen Wert der induktiven Reaktanz zu erhalten, soll man daher nicht
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seiner Breite wird manchmal auch als Formfaktor oder Abmessungsverhältnis bezeichnet.
Der Formfaktor des Streifenleiters --114-- wird also so gewählt, dass sich der gewünschte Wert der Induktivität ergibt, bei dem sie mit der Gesamtkapazität der Kapazitätsdiode --218-- und der Kapazität --130-- einen Schwingkreis für die Abstimmung auf jedem Kanal des UHF-Bandes bildet.
Die der Induktivität --126-- anhaftenden Verluste werden durch ihre Güte Q bestimmt, welche gleich dem Verhältnis ihrer induktiven Reaktanz zu ihrem äquivalenten Reihenwiderstand bei der jeweiligen Frequenz definiert ist. Um die Güte Q der Induktivität --216-- möglichst gross zu machen, also um ihre Verluste möglichst klein zu halten, kann man die Breite des streifenförmigen Elementes --114-- vergrössern, so dass der äquivalente Reihenwiderstand kleiner wird. Um jedoch den für einen gewünschten Induktivitätswert erforderlichen Formfaktor beizubehalten, müsste man auch die Länge des streifenförmigen Leiters --114-- vergrössern. Dies ist jedoch unerwünscht, weil dadurch mehr Materialverbrauch besteht und somit die Kosten des Tuners unerwünschterweise steigen würden.
Ausserdem würde die Grösse des Tuners ebenfalls in unerwünschter Weise anwachsen.
Man kann die Güte Q auch vergrössern, oder umgekehrt die Verluste der Spule --216-- verringern, indem man die Boden- und Deckplatten --146 bzw. 148-- des Tuners weiter auseinandersetzt, weil dadurch ein Teil der zwischen dem streifenförmigen Leiter --114-- und dem Masseleiter - sich ausbreitenden elektromagnetischen Welle die Deck- und Bodenplatten --146, 148--
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schen Wellen, so dass auch die Wirbelstromverluste kleiner werden. Diese Art der Verbesserung der Güte Q der Induktivität --216-- ist aber ebenfalls unerwünscht, da hiedurch die Materialkosten und die Grösse des Tuners ansteigen.
Diese Güte Q der Induktivität --216-- ist relativ hoch, obwohl der streifenförmige Leiter - 114-- nicht unpraktisch lang ist und obwohl Deck- und Bodenplatten --146, 148-- nicht unzweck-
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mässig weit voneinander entfernt sind. Man erreicht dies durch Einschneiden, Ausstanzen oder anderweitige Ausbildung des Schlitzes --118--, in mindestens einem Teil des Zwischenraums zwischen den Leitern --114 und 116--, wodurch dielektrisches Material aus dem Weg des elektrischen Feldes zwischen dem streifenförmigen Leiter --114-- und dem Masseleiter --116-- entfernt wird. Das dielektrische Material im Weg des elektrischen Feldes kann als einen Teil der Energie des es durchsetzenden Feldes absorbierend oder verbrauchend angesehen werden.
Tatsächlich hat dielektrisches Material typischerweise einen bestimmten Verlustfaktor. Durch Entfernung des verlustbringenden dielektrischen Materials durch Ausbildung des Schlitzes --118-- lässt sich also die Güte Q der Induktivität --216-- vergrössern.
Nachfolgend ist eine Tabelle von Materialien und Abmessungen für eine verteilte Schlitzinduk- tivität --216-- angegeben, die einen nominellen Induktivitätswert von etwa 7 nH hat.
Dielektrisches Material gleichmässig mattes Glasepoxydharz G-10 (beispielsweise von der General Electric
Company)
Dicke des dielektrischen
Materials 0,813 mm
Leitermaterial 56,7 g Kupfer
Leitungslänge etwa 22, 22 mm
Leitungsbreite etwa 6, 35 mm
Spaltbreite etwa 1,016 mm
Abstand der Schaltungskarte von beiden Deckplatten etwa 12, 7 mm
Deckplattenmaterial 3, 048 mm mit Zinn plattierter Stahl
Wandmaterial 0,914 mm mit Cadmium plattierter Stahl
Mit den oben angegebenen Materialien und Werten ergab ein Schlitz von etwa 15, 875 mm Län- ge und einer Breite, die praktisch gleich der Breite des Zwischenraums zwischen den Leitern - 114 und 116-war, einen gemessenen Anstieg der Güte Q von etwa 10% bei 890 MHz (oberes Ende des UHF-Bereichs) verglichen mit der Güte bei gleicher Ausbildung, jedoch ohne den Schlitz.
Die- ser Anstieg der Güte Q der Induktivität genügt, um sie zusammen mit einer Siliziumkapazitäts- diode (etwa der Diode BB-105B der ITT Company) in einer abgestimmten Schaltung für einen UHF- - Tuner zu verwenden.
Um weiterhin einen hohen Wert Q zu erhalten, soll man die Oberfläche des streifenförmigen
Leiters --114-- relativ frei von Verunreinigungen, wie Lötmittel, halten. Zu diesem Zweck sind diejenigen Teile des Leiters, die nicht belötet werden sollen, zweckmässigerweise mit einem Lötschutzmittel überzogen worden.
Die Entfernung des Dielektrikums zwischen dem streifenförmigen Leiter --114-- und dem Masse- leiter --116-- vergrössert nicht nur die Güte Q der Induktivität --216--, sondern verbessert auch wesentlich deren Temperaturstabilität. Der Grund hiefür wird darin gesehen, dass die verteilte Kapazität, welche der durch den streifenförmigen Leiter --114-- und den Masseleiter --116-- gebildeten HF-Leitung anhaftet, Komponenten auf Grund der Kapazität zwischen den Leitern --114 und 116-- selbst und Komponenten infolge der dem dielektrischen Material, auf welchem die Leiter angebracht sind, anhaftenden Kapazität enthält.
Die durch das Dielektrikum bedingte Komponente der verteilten Kapazität hat einen sich stärker auswirkenden Temperaturkoeffizienten als die durch die Leiter selbst gebildete Komponente der verteilten Kapazität. Da die verteilte Kapazität der HF-Leitung ein den Induktivitätswert der Induktivität --216-- bestimmender Faktor ist, ergibt sich durch Ausschaltung einer Komponente der verteilten Kapazität, welche sich mit der Temperatur nennenswert gegenüber andern Komponenten der verteilten Kapazität ändert, eine wesentlich verbesserte Temperaturstabilität der Leitung. Mit den angegebenen Materialien und Werten ergab sich
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beispielsweise eine Verbesserung (also eine Verringerung) von näherungsweise 40% im Vergleich zum Temperaturkoeffizienten bei derselben Ausführung ohne einen Schlitz.
Zur weiteren Verbesserung der Temperaturstabilität des Tuners ist die gedruckte Schaltungskarte --110-- symmetrisch zwischen den Deck-und Bodenplatten--146 bzw. 148-- angeordnet, weil bei einer solchen symmetrischen Anordnung im Falle einer Durchbiegung in einer Richtung, beispielsweise in Richtung zur Deckplatte --146-- infolge von durch Temperaturänderungen bedingter mechanischer Kräfte, die Kapazitätsänderungen zwischen den Leitern und der Deckplatte
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matisch. Wäre anderseits die gedruckte Schaltungskarte --110-- asymmetrisch zwischen Deck- und
Bodenplatte --146 und 148-- angeordnet, dann würden Kapazitätsänderungen zwischen den Leitern und der Deckplatte --146-- nicht von gleicher absoluter Grösse wie Kapazitätsänderungen zwischen den Leitern und der Bodenplatte --148-- sein und sich daher nicht kompensieren.
Wie bereits erwähnt worden ist, wird die Länge des streifenförmigen Leiters --114-- prak- tisch durch die Länge des Zwischenraums zwischen den Leitern --114 und 116-- bestimmt. Ohne den Schlitz --118-- wird die Länge des Zwischenraums an einem Ende (in Fig. 1 am unteren Ende) durch die photographische Maske bestimmt, welche die Lage der Leiter auf der Schaltungskarte - festlegt, und am andern Ende (oberes Ende in Fig. 1) durch das Werkzeug, welches zum Ausscheiden oder Ausstanzen des zur Kapazitätsdiode --218-- gehörigen Montageschlitzes --126-- benutzt wird.
Da Übereinstimmungsfehler bei der Ausrichtung einer Schaltungskarte und dem betreffenden Werkzeug auftreten, würde sich die Länge des Zwischenraums zwischen einem Leiter, wie dem Leiter --114--, und einem Masseleiter, wie --116--, normalerweise von Einheit zu Einheit ändern. Da jedoch der Schlitz --118-- in dem Zwischenraum eingeschnitten oder ausgestanzt ist, um die Güte Q zu erhöhen und die Temperaturstabilität der Induktivität --216-- zu verbessern, können auch Längenabweichungen der Leitung von Einheit zu Einheit verringert werden.
Dient der Schlitz --118-- zur Bildung der Induktivität --216--, wird das untere Ende des Zwischenraums zwischen den Leitern --114 und 116-- durch das zum Schlitz --118-- gehörige Werkzeug bestimmt, da es definiert, wo das Leitermaterial zwischen den Leitern --114 und 116-- ausgeschnitten wird.
Das heisst, dass vor dem Stanzvorgang sich Leitermaterial in einem Teil der Fläche zwischen dem oberen und unteren Ende des Zwischenraums zwischen den Leitern --114 und 116-- befindet. Dieses Leitermaterial ebenso wie das darunter befindliche Dielektrikum wird zur Bildung des Schlitzes - ausgestanzt, und damit wird das untere Ende des Zwischenraums definiert. Das obere Ende wird beim Ausstanzen des Schlitzes --126-- bestimmt. Verwendet man also zum Ausstanzen aller Schlitze der gedruckten Schaltungskarte ein einheitliches Werkzeug, dann ergibt ein Ausrichtungsfehler zwischen Schaltungskarte --110-- und dem betreffenden Werkzeug, beispielsweise eine Verschiebung des unteren Endes des Zwischenraums nach oben, zu einer entsprechenden Verschiebung des oberen Endes des Schlitzes nach oben.
Somit wird also die Länge des Schlitzes von Einheit zu Einheit relativ gleichförmig.
Der Wert der Induktivität --216-- wird justiert oder getrimmt durch Einstellung der Winkellage der Trimmzunge --120-- über dem Schlitz --118-- und dem streifenförmigen Leiter --114--.
Die Winkellage der Trimmzunge --120-- verändert den der Induktivität --216-- zugeordneten elektromagnetischen Weg. Je dichter die Zunge --120-- an die Ebene der gedruckten Schaltungskarte --110-- gebracht wird, je spitzer also der Winkel zwischen Zunge ---120-- und der Ebene der
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der Induktivität --216-- sich vergrössert, wenn die Zunge --120-- näher an den streifenförmigen Leiter --114-- gebracht wird. Dadurch verringert sich die effektive Induktivität der Leitung. Mit den oben angegebenen Materialien und Werten kann man durch Justierung der Zunge --120-- leicht eine Verringerung des Induktivitätswertes um 20% erreichen, wie sich gezeigt hat.
Man kann auch andere Arten von Trimmelementen verwenden, beispielsweise einen Drahtschleifeninduktivitätstrimmer, wie er etwa in der bereits erwähnten US-PS Nr. 3, 806, 844 erwähnt ist. Jedoch ist die Verwendung eines Zungentrimmers zweckmässig, da er geringere Verluste mit sich bringt als ein durch eine Leiterschleife gebildeter Induktivitätstrimmer. Der Grund hiefür liegt darin, dass ein solcher
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Drahtschleifentrimmer durch induktive Kopplung Energie absorbiert und in seinem eigenen Wider- stand in Verluste umsetzt, während ein zugenförmiger Trimmer durch Veränderung der Felder der zugehörigen Induktivität wirksam wird.
Vorstehend ist eine gedruckte Schaltungskarte beschrieben worden, die sich im Tuner eines
Fernsehempfängers verwenden lässt. Diskrete Bauelemente sowohl für die VHF- und UHF-Teile lassen sich leicht auf einer Seite der Schaltungskarte montieren, während die Leiter zum Verbinden der diskreten Elemente und zur Bildung verteilter Induktivitäten und Kapazitäten auf der andern
Seite angebracht sind. Diese Anordnung ist relativ einfach (und preiswert) herzustellen im Ver- gleich zu andern Typen von Tuneraufbauten, beispielsweise mit einem gestanzten Metallchassis, da sie eine besonders günstige Montage und Lötwellenverbindung der Elemente erlaubt und irgend- welche notwendigen Änderungen des Schaltungsentwurfs durch Änderung der Photomaske leicht er- möglicht und ausserdem relativ billige Materialien benutzt.
Weiterhin gewährleistet die Anordnung mit einer gedruckten Schaltungskarte eine gute Gleichförmigkeit von Werkstück zu Werkstück, da die Komponenten exakt in ihr positioniert werden können.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Tuner mit einer Schaltungskarte aus einem flachen Stück dielektrischen Materials, auf dessen einer Seite Leiter angebracht sind, von denen ein erster eine Kante hat und auf ein festes Potential gelegt ist und ein streifenförmiger Leiter mit einer Kante parallel zur Kante des ersten
Leiters in einem geringen Abstand von diesem zur Bildung eines Spaltes zwischen den Leitern verläuft und die Länge und Breite des streifenförmigen Leiters so gewählt sind, dass eine im UHF-Bereich induktive Reaktanz gebildet wird, wobei der streifenförmige Leiter mit einem Ende an den ersten Leiter angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungskarte (110) in einem wenigstens einen Teil des Spaltes, einen Teil des ersten Leiters (116) und einen Teil des streifenförmigen Leiters (114)
umfassenden Bereich mit einer ersten Durchbrechung (118) versehen ist, wobei ein Ende des streifenförmigen Leiters (114) durch ein Ende der Durchbrechung festgelegt ist, und dass zur Festlegung der Lage des andern Endes des streifenförmigen Leiters (114) relativ zur ersten Durchbrechung in der Schaltungskarte eine zweite Durchbrechung (126) vorgesehen ist.