CH676301A5

CH676301A5 - Abstimmbarer helix-kreis.

Info

Publication number: CH676301A5
Application number: CH335588A
Authority: CH
Inventors: Ulrich Graf
Original assignee: Licentia Gmbh
Priority date: 1987-09-10
Filing date: 1988-09-07
Publication date: 1990-12-28
Also published as: DE3730303A1; DE3730303C3; DE3730303C2

Description

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CH 676 301 A5

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Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf einen abstimmbaren Helix-Kreis gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Helix-Kreise bekannter Konstruktionen bestehen aus einem gewendeiten Innenleiter (Helixspule) und dem zwischen Spule und dem umgebenden Becher vorhandenen Kapazitätsbelag. Sie werden angeschlossen an einem Punkt meist niedriger Impedanz; im allgemeinen an eine Spulenanzapfung am masse-seitigen Ende der Helixspule (Fig. 1).

Zur frequenzmässigen Abstimmung eines Helix-Kreises müssen Abstimmelemente wie z.B. eine Ka-pazitätsvariationsdiode hinzugefügt werden (Fig. 2).

In einer konkreten konstruktiven Lösung ist die Positionierung der Abstimmelemente auf vielfältige Weise möglich und hängt von den spezifischen Randbedingungen bei der vorgesehenen Anwendung ab.

Für die Realisierung eines Empfänger-Frontends für Handsprechfunkgeräte beispielsweise geht man häufig von den Prämissen geringstes Volumen, einfache Konstruktion für leichte Fertigbarkeit und Aufbau in einem Feingussgehäuse für höchste mechanische Präzision aus.

In diesem Zusammenhang wurde bereits vorgeschlagen, die Helixspule vollständig in das Feingussgehäuse einzubringen, das Gehäuse durch eine beidseitig metallisierte Leiterplatte zu verschlies-sen und die Abstimmelemente ausserhalb des Gehäuses auf der metallisierten Oberseite der Leiterplatte anzubringen. Bei dieser Lösung werden zwangsläufig HF-führende Leitungen aus dem Feingussgehäuse herausgeführt. Dies führt dazu, dass die Selektionseigenschaften des Kreises stark von seiner Lage und seiner Umgebung abhängen.

Alternativ hierzu wurde vorgeschlagen, die Abstimmelemente innerhalb des Feingussgehäuses auf der metallisierten Unterseite der Leiterplatte anzubringen. Bei dieser Lösung wird die auf der Becherseite liegende Metallisierung der Leiterplatte unterbrochen, so dass der Helix-Kreis zur Leiterplatte hin HF-mässig «offen» ist und deren Material und fertigungstechnische Position die Selektionseigenschaften des Kreises stark beeinflussen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen abstimmbaren Helix-Kreis zu schaffen, der unter Beachtung der oben angeführten Prämissen über bessere Selektionseigenschaften verfügt und bei dem insbesondere der Einfluss seiner Lage und seiner Umgebung auf seine Selektionseigenschaften vermindert ist. Die erfindungsgemässe Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1 beschrieben. Die abhängigen Patentansprüche enthalten vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen, weitere Details sowie bevorzugte Anwendungen der Erfindung.

Die erfindungsgemässe Lösung besteht darin, die Abstimmelemente auf einer separaten Leiterplatte anzubringen und diese Leiterplatte im Inneren des Feingussgehäuses beispielsweise an der Helixspule oder an einem Spulenkörper, auf den die He-lix-Spule aufgewickelt ist, anzubringen. In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung wird der untere Flansch des Spulenkörpers selbst als Leiterplatte ausgeführt, auf der die Abstimmelemente des Abstimmschaltkreises angebracht sind.

Der Vorteil dieser Lösung besteht darin, dass sich eine für HF annähernd vollständig geschlossene Konstruktion ergibt, so dass die Selektionseigenschaften des Kreises nur noch geringfügig von Fertigungstoleranzen beeinflusst werden, insbesondere wird die Kopplung zweier oder mehrerer Helix-Kreise beispielsweise für abstimmbare Bandfilter durch diese Konstruktion elektrisch definiert ausführbar.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen im einzelnen:

Fig. 1 das Prinzipschaltbild eines an sich bekannten Helix-Kreises

Fig. 2 das Prinzipschaltbild eines an sich bekannten abstimmbaren Helix-Kreises

Fig. 3 ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel einer auf einem Spulenkörper aufgewickelten Helixspule für den erfindungsgemässen Helix-Kreis

Fig. 4 ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen abstimmbaren Helix-Kreises.

Der an sich bekannte Helix-Kreis in Fig. 1 besteht aus dem gewendeiten Innenleiter 1 (der Helix-Spule), dem metallischen Becher 3 und dem Kapazitätsbelag 2 zwischen Helixspule 1 und Becher 3. Am massesei-tigen Ende der Helixspule 1 ist eine Spulenanzapfung 6 vorgesehen, über die eine Hochfrequenzspannung UHF in den Kreis eingespeist wird.

Der an sich bekannte abstimmbare Helix-Kreis in Fig. 2 enthält zusätzlich einen Abstimmschaltkreis mit den Elementen 41, 42 (beispielhaft eine Kapazi-tätsvariationsdiode 41 und ein ohmscher Widerstand), die über eine weitere Spulenanzapfung 5 an die Helixspule 1 und über eine zweite Zuleitung 7 an die Abstimmspannung us angeschlossen sind.

Das Ausführungsbeispiel einer auf einen Spulenkörper aufgewickelten Drahtspule als Teil der Helixspule für die erfindungsgemässe Lösung in Fig. 3 besteht aus einer helixförmig gewickelten Drahtspule 1, die passgenau auf ein Gewinde 81 eines zylinderförmigen Spulenkörpers 8 gewickelt ist, der am oberen Ende durch einen Flansch 82 abgeschlossen ist und der am unteren Ende mindestens einen Führungsstift 83 zur exakten Positionierung der Leiterplatte mit dem Abstimmschaltkreis aufweist. Der Spulenkörper wird vorzugsweise als Spritzgussteil aus Kunststoff hergestellt. Das eine Ende 10 der Drahtspule 1 dient zum einen als zweite Anzapfung 6 zum Anschluss einer' Hochfrequenzspannung UHF und zum anderen als Verbindungspunkt zum Anschluss des an Masse angeschlossenen Teils der Helixspule. Das Drahtende 10 verläuft parallel zur Hauptachse des Spulenkörpers 8, während das andere Ende 11 der Drahtspule 1 im Gewinde 81 des Spulenkörpers 8 liegt. Die erste Spulenanzapfung 5 zum Anschluss des Abstimmschalt- krei-ses kann an die Drahtspule 1 angeschweisst oder angelötet werden.

Das Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen abstimmbaren Heiix-Kreises in Fig. 4 besteht

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aus einer auf einen zylindrischen Spulenkörper 8 gewickelte Drahtspule 1 (beispielsweise in der Ausführungsform gemäss Fig. 3), die sich vollständig in einem metallischen Becher 3 (z.B. in Form eines Feingussgehäuses) befindet. Der Spulenkörper 8 wird auf der einen Seite durch einen Flansch 82 und auf der anderen Seite durch eine Leiterplatte 84 abgeschlossen, auf der die Elemente des Abstimmschaltkreises 4c sowie der masseseitig angeschlossene Teil der Helixspule angeordnet sind. Der Becher 3 wird durch eine Trägerplatte 9 mit einer metallisierten Oberseite 92 und einer metallisierten Unterseite 91 verschlossen, die an Masse angeschlossen sind. Der masseseitig angeschlossene Teil der Helixspule ist als geätzte Leitung wohldefinierter Geometrie auf der Leiterplatte 84 ausgeführt. Die geätzte Leitung ist mit ihrem einen Ende an dem Verbindungspunkt mit dem ersten Drahtende 10 der Drahtspule 1 verbunden und bildet mit der Drahtspule 1 zusammen die Helixspule. Die geätzte Leitung ist an ihrem anderen Ende über einen Verbindungsstift 13 an die ober- bzw. unterseitige Metallisierung 91, 92 der Trägerplatte 9 angeschlossen. Ebenso ist der Becherrand an diese Metallisierung 91,92 angeschlossen.

Diese Aufbauweise ergibt eine für HF annähernd vollständig geschlossene Konstruktion, so dass die Selektionseigenschaften nur noch geringfügig von Fertigungstoleranzen beeinflusst werden.

Zum Vergleich hierzu sind in die Figur die Positionen der Elemente des Abstimmschaltkreises gemäss den bereits vorgeschlagenen Lösungen gestrichelt eingezeichnet: Mit 4a sind Elemente des Abstimmschaltkreises bezeichnet, der ausserhalb des Gehäuses 3 auf der Oberseite 92 der Trägerplatte 9 angebracht ist, und mit 4b Elemente des Abstimmschaltkreises, der innerhalb des Gehäuses 3 auf der Unterseite 91 der Trägerplatte 9 angebracht ist.

Es versteht sich, dass die Erfindung mit fachmännischem Zutun auf vielerlei Art und Weise abgewandelt und weitergebildet werden kann sowie an die Randbedingungen der verschiedenen Anwendungen angepasst werden kann, ohne dass dies hier näher erläutert werden müsste.

So kann beispielsweise die Leiterplatte mit den Abstimmelementen auch seitlich an den Spulenkörper angebracht werden. Weiterhin kann es von Vorteil sein, ganz auf den Spulenkörper zu verzichten und die Leiterplatte direkt an der Spule zu befestigen. Ferner ist denkbar, die Leiterplatte mit den Abstimmelementen im Inneren der Helixspule anzubringen. Schliesslich kann die Helixspule komplett als Drahtspule mit zwei Spulenanzapfungen zum Anschluss der Hochfrequenzspannung bzw. des Abstimmschaltkreises ausgeführt werden. Auch ist es denkbar, den masseseitig angeschlossenen Teil der Helixspule bis zur ersten Spulenanzapfung zum Anschluss des Abstimmschaltkreises als geätzte Leitung auf der Leiterplatte auszuführen und die zweite Spulenanzapfung für den Anschluss der Hochfrequenzspannung UHF als Lötauge oder als weitere geätzte Leitung auf der Leiterplatte auszuführen.

Die Erfindung eignet sich insbesondere zum Einsatz in Funkgeräten mit abstimmbaren Helix-Kreisen für den Frequenzbereich von 400 MHz bis etwa 1000 MHz, sie kann aber auch vorteilhaft in anderen Anwendungen, wie z.B. abstimmbaren Oszillatoren für Synthesizer, oder anderen Messgeräten eingesetzt werden.

Claims

Patentansprüche

1. Abstimmbarer Helix-Kreis für den Hochfrequenzbereich, mit einer Helixspule, welche einseitig an Masse angeschlossen ist und einen gewendeiten Innenleiter als Spule umfasst, mit einem die Helixspule umgebenden metallischen Becher, mit einem mit dem Becherrand verbundenen metallischen Be-cherverschluss, welcher an Masse angeschlossen ist, mit einem Schaltkreis zur Frequenzabstimmung, mit einer ersten Helixspulenanzapfung zum Anschluss des Abstimmschaltkreises und mit einer zweiten Helixspulenanzapfung zum Anschluss einer Hochfrequenzspannung, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstimmschaltkreis (4c) auf einer separaten Leiterplatte (84) angebracht ist und dass die Leiterplatte (84) sich im Inneren des Bechers (3) befindet.

2. Abstimmbarer Helix-Kreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Helixspule (1) auf einen Spulenkörper (8) aus isolierendem Material gewickelt ist und dass die Leiterplatte (84) an dem Spulenkörper (8) befestigt ist.

3. Abstimmbarer Helix-Kreis nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Spulenkörper (8) ein Spritzgussteil aus Kunststoff ist.

4. Abstimmbarer Helix-Kreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Becher (3) ein Feingussgehäuse ist.

5. Abstimmbarer Helix-Kreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Becherver-schluss eine Trägerplatte (9) mit metallisierter Oberseite (92) und metallisierter Unterseite (91) ist.

6. Abstimmbarer Helix-Kreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Helixspu-lenanzapfungen (5, 6) an die Helixspule (1) ge-schweisst oder gelötet sind.

7. Abstimmbarer Helix-Kreis nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Helixspule (1) zwischen ihrem masseseitigen Ende und der zweiten Helixspulenanzapfung (6) als geätzte Leitung ausgeführt ist und dass sich diese geätzte Leitung auf der Leiterplatte (84) befindet.

8. Abstimmbarer Helix-Kreis nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Helixspule (1) zwischen ihrem masseseitigen Ende und der ersten Helixspulenanzapfung (5) als geätzte Leitung ausgeführt ist, dass die zweite Helixspulenanzapfung (6) auf der geätzten Leitung als Lötauge oder als weitere geätzte Leitung ausgeführt ist und dass sich diese geätzte Leitung und dieses Lötauge bzw. diese weitere geätzte Leitung auf der Leiterplatte (84) befinden.

9. Abstimmbarer Helix-Kreis nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der hochliegende Teil der Helixspule als Drahtspule (1) ausgeführt ist und dass die Drahtspule (1 ) mit ihrem dem Masseanschluss zugewandten Drahtende (10) an

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die geätzte Leitung und diese über einen Verbindungsstift (13) an die Metallisierung (91, 92) der Trägerplatte (9) angeschlossen ist.

10. Abstimmbarer Helix-Kreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine an-odenseitig an Masse angeschlossene Kapazitäts-variationsdiode (41) im Schaltkreis (4c) zur Abstimmung des Helix-Kreises vorgesehen ist.

11. Abstimmbares Bandfilter im Hochfrequenzbereich mit einem abstimmbaren Helix-Kreis nach einem der Ansprüche 1 bis 10.

12. Empfänger-Frontend für Handsprechfunkgeräte mit mindestens einem abstimmbaren Bandfilter nach Anspruch 11.

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