CN1282303C - 可变衰减器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可变衰减器，其包括：基板，位于该基板上的第一膜片电阻和连接到该第一膜片电阻两端的输入端和输出端；该第一膜片电阻的两端还分别与第三膜片电阻的一端及第四膜片电阻的一端相电连接；第三膜片电阻和第四膜片电阻的另一端分别与第二膜片电阻的一端相电连接，第二膜片电阻的另一端与接地端相电连接；该可变衰减器还包括能分别与第一膜片电阻和第二膜片电阻相电接触并分别通过改变自身位置来改变第一膜片电阻、第二膜片电阻的阻抗大小的第一导电片和第二导电片；该可变衰减器还包括绝缘物，该第一导电片、第二导电片固定在绝缘物上。本发明在适合于各种高频及微波电路及系统，其具有频带宽、体积小、易于制造、成本低的特点。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种电子及通信的可变衰减器，尤其涉及一种可用于各种高频和微波电路及系统的可变衰减器。
【背景技术】
在电子部件家族里，可变衰减器是电路和系统中常用的基本部件之一。可变衰减器的存在，使电路制作和系统的调试变得更加灵活，方便。在几百MHz以下的电路和系统中，可变衰减器已得到广泛地应用。如CATV系统和微波电路系统中，用于测试，调节电平，增加隔离等等。可是当使用频率在较高频带时，现有结构由接触簧片，滑块，丝杆等制成的立体结构的可变衰减器，其寄生参数大，高频特性较差。
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题在于提供一种具有良好宽频带特性，适合高频和微波电路及系统中的可变衰减器。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：提供一种可变衰减器，其包括：基板11，其还包括位于该基板11上的第一膜片电阻1和连接到该第一膜片电阻1两端的输入端9和输出端10；该第一膜片电阻1的两端还分别与第三膜片电阻6的一端及第四膜片电阻7的一端相电连接；第三膜片电阻6和第四膜片电阻7的另一端14分别与第二膜片电阻2的一端相电连接，第二膜片电阻2的另一端与接地端13相电连接；该可变衰减器还包括能分别与第一膜片电阻1和第二膜片电阻2相电接触并分别通过改变自身位置来改变第一膜片电阻1、第二膜片电阻2的阻抗大小的第一导电片3和第二导电片4；该可变衰减器还包括绝缘物12，该第一导电片3、第二导电片4固定在绝缘物12上。
本发明的有益效果是：由于本发明在适合于高频及微波的平面结构的基板上形成印刷膜片电阻，借助绝缘物，加上导电片，使导电片与膜片电阻的接触面积发生变化，以此改变膜片电阻的阻抗大小，从而实现可变衰减器作用。
因此本发明具有以下优点：
a.由于采用微带基板结构，其使用频率范围极广。可以在高频及微波频带广范围实现信号的连续可变衰减；
b.本发明的体积小，调节方便，适用各种小型化电路及通信电路中；
c.本发明构造简单，制作成本低，
d.适用于各种均衡电路；
e.适用于各种隔离电路；
g.适用于各种调整电路，控制及安定电路中，以及耦合量的调节用电路。
h.适用于要求衰减精度高，而实际电路系统偏差大，有时需要各个环节调整用以满足全体电路特性的情况。
i.插入损耗小。
j.可作为试验室的研究开发用的调整，测试设备。
【附图说明】
图1是本发明可变衰减器的结构示意图。
图2是本发明可变衰减器的分解图。
图3是本发明可变衰减器的基本原理图。
图4是本发明可变衰减器受力后绝缘物带动导电片顺时针转动时，第一膜片电阻1与第二膜片电阻2的阻抗值的理论特性变化曲线。
图5是本发明可变衰减器受力后绝缘物带动导电片顺时针转动时，可变衰减器的衰减量变化曲线。
【具体实施方式】
请参阅图1和图2，本发明的可变衰减器包括基板11以及位于基板11上的输入端9、一端与输入端9连接的圆弧状第一微带信号线5、一端与第一微带信号线5的另一端连接的圆弧状第一膜片电阻1和与第一膜片电阻1的另一端连接的输出端10。另外，第一膜片电阻1的两端还分别与第三膜片电阻6的一端和第四膜片电阻7的一端相电连接，第三膜片电阻6的另一端14和第四膜片电阻7的另一端14同时与第二膜片电阻2的一端相电连接，第二膜片电阻2的另一端与接地端13相连接，或通过第二微带信号线8连接到接地端13。上述所指的第一膜片电阻1、第二膜片电阻2、第三膜片电阻6和第四膜片电阻7都是印刷薄膜电阻，其底部与基板11相连接，顶部是可以导电的没有绝缘的电阻材料。
第三膜片电阻6和第四膜片电阻7的阻抗值要求相同为佳。第三膜片电阻6和第四膜片电阻7一般采用与输入输出阻抗Z。值相同的阻抗值的膜片电阻。一般为50Ω。在第一微带信号线5的上面有一段与第一微带信号线5相同形状的起接触短路作用的第一导电片3，它固定在绝缘物12上，绝缘物12可以是受力位移板，绝缘物12上还固定有第二导电片4。第一导电片3和第二导电片4分别固定在绝缘物12(即受力移位板)的下面。第一导电片3的作用是用来改变第一膜片电阻1的阻抗值，第二导电片4的作用是用来改变第二膜片电阻2的阻抗值；第一导电片3与第二导电片4不相接触。第一导电片3和第二导电片4随绝缘物12的转动而转动。例如当绝缘物12(受力位移板)顺时针转动时，第一导电片3同时在第一微带信号线5和第一膜片电阻1上接触转动。第一导电片3与第一膜片电阻1接触面积由小变大，因此第一膜片电阻1的阻抗值随之由大变小；第二导电片4同时在第二微带信号线8和第二膜片电阻2上接触转动。第二导电片4与第二膜片电阻2的接触面积由大变小，因此第二膜片电阻2阻抗值由小变大；通过这种几何面积的变化，即导电片与膜片电阻表面接触的变化，可以使第一膜片电阻1和第二膜片电阻2的实效电阻值发生了变化，即第一膜片电阻1和第二膜片电阻2实际效果电阻值变化了。
当绝缘物12(即受力移位板)顺时针转动时，最大转动角度应保持在使第一导电片3将第一膜片电阻1完全短路或接近完全短路为佳，第一导电片3的长度(弧长)的应能覆盖或接近覆盖第一膜片电阻1为佳，并且要避免与第二膜片电阻2相接触；第二导电片4顺时针转动时，设计得不要与第一微带信号线5和输入端9相接触。
同样，绝缘物12(即受力移位板)逆时针转动时，第二导电片4的最大转动角度应保持在使第二导电片4不与输出端10相接触；第一导电片3逆时针转动时，设计得不要与接地端13相接触。
第一导电片3和第二导电片4也可以是膜片电阻，两个膜片电阻相重叠并能电接触，可看作两个电阻的并联，同样可改变膜片电阻的阻抗值，起到的作用是相同的。但要求第一导电片3只用来与第一膜片电阻1相电接触，用来改变第一膜片电阻1的阻抗值，不要直接与其它微带信号线或其它膜片电阻相接触；要求第二导电片4只用来与第二膜片电阻2相电接触，用来改变第二膜片电阻2的阻抗值，不要直接与其它微带信号线或其它膜片电阻相接触。为此，可将第一膜片电阻1和第二膜片电阻2制作在与其它微带信号线、输入输出端及其它膜片电阻不同的基板11层面上。目的是要保持可变衰减器的基本原理结构。
第一膜片电阻(1)和第一导电片(3)的共同平面，与第二膜片电阻(2)和第二导电片(4)的共同平面可以不在同一平面。
请参阅图3，是本发明可变衰减器的基本原理图。其动作原理相当于一支连续可变桥T型衰减器。它是一个对称的宽频网络，其输入端和输出端是可以互换的。
图4显示了当绝缘物12(即受力位移板)顺时针转动时，第一膜片电阻1与第二膜片电阻2的理想的理论变化曲线。第一膜片电阻1与第二膜片电阻2阻抗值大小的变化规律呈相反的特性。
图5显示了当绝缘物12(即受力位移板)顺时针转动时按上述图4变化曲线制作出的可变衰减器的衰减量曲线。设计制作时按图4的变动曲线选择第一膜片电阻1和第二膜片电阻2，就可以实现可变衰减器的位移变动时所需要的衰减量的变化量。
当其中一个膜片电阻的阻抗值变大时，另一个膜片电阻的阻抗值同时变小，反之亦然。参照图3原理和图表变化规律，可做出连续可变衰减器。
该可变衰减器可制成各种封装类型，如表面实装型，引线型或插接型的结构。
另外，本发明可以在基板11与绝缘物12之间加入能在垂直方向导电的硅橡胶薄膜，起到膜片电阻与导电片间的稳定接触，防止膜片电阻与导电片之间的磨损的作用。
另外，本发明还可以在绝缘物12上加工上槽沟，第一导电片3和第二导电片4位于槽沟内，在槽沟内与起接触短路作用的第一导电片3和第二导电片4之间加入具有弹性的物质，这种物质对高频微波特性影响极小，起到膜片电阻与导电片稳定接触，以及防止膜片电阻与导电片之间的磨损的作用。
本发明最大的特点就是在一个平面内(可以是多层)，通过导电片的短路作用，巧妙地将第一膜片电阻1与第二膜片电阻2的阻抗值(即电阻值)同时呈相反向变动，实现可变衰减器的小型化，低成本，并且可以用在非常高的微波频段。
Claims (9)
1.一种可变衰减器，其包括：基板(11)，其特征在于：其还包括位于该基板(11)上的第一膜片电阻(1)和连接到该第一膜片电阻(1)两端的输入端(9)和输出端(10)；该第一膜片电阻(1)的两端还分别与第三膜片电阻(6)的一端及第四膜片电阻(7)的一端相电连接；第三膜片电阻(6)和第四膜片电阻(7)的另一端(14)分别与第二膜片电阻(2)的一端相电连接，第二膜片电阻(2)的另一端与接地端(13)相电连接；该可变衰减器还包括能分别与第一膜片电阻(1)和第二膜片电阻(2)相电接触并分别通过改变自身位置来改变第一膜片电阻(1)、第二膜片电阻(2)的阻抗大小的第一导电片(3)和第二导电片(4)；该可变衰减器还包括绝缘物(12)，该第一导电片(3)、第二导电片(4)固定在绝缘物(12)上。
2.根据权利要求1所述的可变衰减器，其特征在于：第三膜片电阻(6)与第四膜片电阻(7)的阻抗值相同。
3.根据权利要求1或2所述的可变衰减器，其特征在于：绝缘物(12)受力后可改变第一导电片(3)和第二导电片(4)的位置，使第一导电片(3)和第二导电片(4)分别与第一膜片电阻(1)和第二膜片电阻(2)相接触的面积发生变化。
4.根据权利要求1或2所述的可变衰减器，其特征在于：第一导电片(3)、第二导电片(4)、第一膜片电阻(1)和第二膜片电阻(2)的几何形状可以是圆弧形或长方形；第一导电片(3)和第二导电片(4)也可以是膜片电阻。
5.根据权利要求1或2所述的可变衰减器，其特征在于：第一膜片电阻(1)和第一导电片(3)的共同平面，与第二膜片电阻(2)和第二导电片(4)的共同平面不在同一平面；基板(11)是多层基板。
6.根据权利要求3所述的可变衰减器，其特征在于：使第一导电片(3)和第二导电片(4)几何位置发生变化的力可以是机械手动的外力，也可以是自动控制的机械力、电磁力、热及温度变化引起的力、流体物流动或膨胀或收缩引发的力、光电激励引发的力。
7.根据权利要求1所述的可变衰减器，其特征在于：该可变衰减器可制成表面实装型、引线型或插接型的封装结构。
8.根据权利要求7所述的可变衰减器，其特征在于：基板(11)与绝缘物(12)之间加入有能在垂直方向导电的硅橡胶薄膜。
9.根据权利要求7所述的可变衰减器，其特征在于：绝缘物(12)上加工有槽沟，第一导电片(3)和第二导电片(4)位于该槽沟内，在槽沟内与起接触短路作用的第一导电片(3)和第二导电片(4)之间具有弹性的物质。
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