CN1674351A - 可变衰减器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可变衰减器,其包括基板、设置在该基板上的膜片电阻(1)和连接到该膜片电阻(1)两端的输入端和输出端;该电阻(1)的两端还分别与两个阻抗值相同的膜片电阻(6)的一端及膜片电阻(7)的一端相电连接;膜片电阻(6)、膜片电阻(7)的另一端(0)与膜片电阻(2)的一端相电连接,膜片电阻(2)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膜片电阻(1)、膜片电阻(2)相电接触并分别用来改变膜片电阻(1)、膜片电阻(2)的阻抗大小的导电片(3)、导电片(4);该可变衰减器还包括绝缘物,它的一面与导电片(3)、导电片(4)相接触。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。有频带宽、体积小、易于制造、成本低的特点。

Description

可变衰减器
【技术领域】
本发明涉及电子及通信的可变衰减器,尤其可用于各种高频和微波电路及系统。
【背景技术】
在电子部品家族里,可变衰减器是电路和系统中常用的基本部品之一。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。解决上述问题的方法是希望有一种具有良好宽频带特性,适合各种高频及微波电路及系统的可变衰减器。
【发明内容】
为了实现具有良好宽频带特性,适合高频及微波电路中的可变衰减器,本发明提出一种制作宽频带用于高频及微波电路和系统中的可变衰减器。
为实现本发明的目的,本发明所采用的技术方案是:提供一种可变衰减器,其可用于高频及微波电路,其包括基板(11);设置在该基板(11)上的膜片电阻(1)和连接到该膜片电阻(1)两端的输入端和输出端;该膜片电阻(1)的两端还分别与膜片电阻(6)的一端及膜片电阻(7)的一端相电连接;膜片电阻(6)、膜片电阻(7)的另一端(0)与膜片电阻(2)的一端相电连接,膜片电阻(2)的另一端与接地端(13)相电连接;
其特征在于:该可变衰减器还包括能分别与膜片电阻(1)、膜片电阻(2)相电接触并分别用来改变膜片电阻(1)、膜片电阻(2)的阻抗大小的导电片(3)、导电片(4);
该可变衰减器还包括绝缘物(12),该绝缘物(12)与导电片(3)、导电片(4)相邻接。
膜片电阻(6)与膜片电阻(7)的阻抗值相同或相近。
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。
可变衰减器的构成记号说明:(请参照图1)
记号0:信号连接用微带线0
记号1:膜片电阻1
记号2:膜片电阻2
记号3:导电片3
记号4:导电片4
记号5:微带信号线5
记号6:膜片电阻6
记号7:膜片电阻7
记号8:微带信号线8
记号9:输入端9
记号10:输出端10
记号11:基板11
记号12:绝缘物12
记号13:接地端13
【附图说明】
图1本发明可实施例可变衰减结构示意图。
图2可变衰减结构分解为基板构造部分(下部分)与导电片固定在绝缘物上(上部分)的构造示意图。
图3可变衰减器的基本原理概略图。
图4受力后绝缘物带动导电片顺时针转动时,膜片电阻1与膜片电阻2的阻抗值(电阻值)的理论特性变化曲线。
图5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,它是本发明的一个实施例。根本的构成是通过基板上输入端(9)、圆弧状微带信号线(5)与圆弧状膜片电阻(1)的一端相连接,圆弧状膜片电阻(1)的另一端与输出端(10)相连接。这里的膜片电阻是印刷薄膜电阻,其底部与基板相接,上部是可以导电的没有绝缘的电阻材料。
膜片电阻(1)的两端分别与膜片电阻(6)的一端、膜片电阻(7)的一端相电连接,膜片电阻(6)的另一端(0)、膜片电阻(7)的另一端(0)同时与圆弧状膜片电阻(2)的一端相电连接,膜片电阻(2)的另一端与接地端(13)相连接,或通过微带信号线(8)相接到接地端(13)。
膜片电阻(6)和(7)的阻抗值要求相同为佳。膜片电阻(6)和(7)一般采用与输入输出阻抗Zo值相同的阻抗值的膜片电阻。一般为50Ω。在(5)的上面有一段与(5)相同形状的起接触短路作用的导电片(3),它固定在绝缘物(12)上,(12)可以是受力位移板,(12)上还固定有另一个导电片(4)。导电片(3)、(4)分别固定在绝缘物(受力移位板)的下面。导电片(3)的作用是用来改变膜片电阻(1)的阻抗值,导电片(4)的作用是用来改变膜片电阻(2)的阻抗值;导电片(3)不与导电片(4)相接触。导电片(3)和(4)随绝缘物(受力位移板)的转动而转动。例如当受力位移板顺时针转动时,导电薄片(3)同时在圆弧状微带信号线(5)和圆弧状膜片电阻(1)上接触转动。导电片(3)与膜片电阻(1)接触面积由小变大,膜片电阻(1)的阻抗值随之由大变小;导电片(4)同时在(8)和圆弧状膜片电阻(2)上接触转动。导电片与膜片电阻(2)的接触面积由大变小,膜片电阻(2)阻抗值由小变大;通过这种几何面积的变化,即导电片与电阻表面接触的变化,可以使膜片电阻(1)和(2)的实效电阻值发生了变化,即膜片电阻(1)和(2)实际效果电阻值变化了。
绝缘物(受力位移板)顺时针转动时,最大转动角度应保持在使电片(3)将膜片电阻(1)完全短路或接近完全短路为佳,导电片(3)的长度(弧长)的应能覆盖或接近覆盖膜片电阻(1)为佳,并且要避免与膜片电阻(2)相接触;导电片(4)顺时针转动时,设计的不要与微带信号线(5)(输入端(9))相接触。
同样,绝缘物(受力移位板)逆时针转动时,导电片(4)的最大转动角度应保持在使导电片(4)不与输出端(10)相接触;导电片(3)逆时针转动时,设计的不要与接地端(13)相接触。
导电片(3)、(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。但要求导电片(3)只用来与膜片电阻(1)相电接触,用来改变(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;要求导电片(4)只用来与膜片电阻(2)相电接触,用来改变(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,可将膜片电阻(1)和(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层面上。目的是要保持可变衰减器的基本原理结构。
请参阅图3,是本发明可变衰减器的基本原理概略图。其动作原理相当于一个连续可变桥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(受力位移板)顺时针转动时,膜片电阻(1)与膜片电阻(2)的理想的理论变化曲线。膜片电阻(1)与膜片电阻(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(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的变动曲线选择膜片电阻(1)和膜片电阻(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4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。
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安定接触,防止膜片电阻与导电片之间的磨损的作用。
可以在绝缘物(12)上加工上槽沟,在槽内与起接触短路作用的导电片(3),(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安定接触,以及防止印刷膜片电阻与导电薄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,巧妙地将膜片电阻(1)与膜片电阻(2)的阻抗值(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 (10)

1.一种可变衰减器,其包括:基板(11);设置在该基板(11)上的膜片电阻(1)和连接到该膜片电阻(1)两端的输入端和输出端;该膜片电阻(1)的两端还分别与膜片电阻(6)的一端及膜片电阻(7)的一端相电连接;膜片电阻(6)、膜片电阻(7)的另一端(0)与膜片电阻(2)的一端相电连接,膜片电阻(2)的另一端与接地端(13)相电连接;
其特征在于:该可变衰减器还包括能分别与膜片电阻(1)、膜片电阻(2)相电接触并分别用来改变膜片电阻(1)、膜片电阻(2)的阻抗大小的导电片(3)、导电片(4);
该可变衰减器还包括绝缘物(12),该绝缘物(12)与导电片(3)、导电片(4)相邻接。
2.根据权利要求1所述的可变衰减器件,其特征在于:膜片电阻(6)与膜片电阻(7)的阻抗值相同或相近。
3.根据权利要求1或2所述的可变衰减器件,其特征在于:通过给绝缘物受力来改变导电片(3)、导电片(4)的位置,使导电片(3)、导电片(4)分别与膜片电阻(1)、膜片电阻(2)相接触的面积发生变化,以此可改变膜片电阻(1)、膜片电阻(2)的阻抗值。
4.根据权利要求1、2或3所述的可变衰减器件,其特征在于:导电片(3)、导电片(4)、膜片电阻(1)和膜片电阻(2)的几何形状可以是圆弧形、长方形或其他几何形状;导电片也可以是膜片电阻。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的可变衰减器件,其特征在于:通过给绝缘物受力,导电片(3)、导电片(4)的位置改便时,导电片(3)的形状和位置的变化应能使膜片电阻(1)的阻抗值由大变小;导电片(4)的形状和位置的设置应能使膜片电阻(2)的阻抗值由小变大;使膜片电阻(1)和膜片电阻(2)的阻抗值的变化应符合衰减器电参数特性的要求;
或者,通过给绝缘物受力,导电片(3)、导电片(4)的位置改便时,导电片(3)的形状和位置的变化应能使膜片电阻(1)的阻抗值由小变大;导电片(4)的形状和位置的变化应能使膜片电阻(2)的阻抗值由大变小;膜片电阻(1)和膜片电阻(2)的阻抗值的变化应符合衰减器电参数特性的要求。
6.根据权利要求1、2、3、4或5所述的可变衰减器,其特征在于:膜片电阻(1)和导电片(3)的共同平面,与膜片电阻(2)和导电片(4)的共同平面可以不在同一平面;
基板可以是多层基板;
膜片电阻间的电连接可以是用微带信号线相连;
任何一种膜片电阻都可以看作串联,并联,或串并联的电阻复合体。
7.根据权利要求3所述的可变衰减器,其特征在于:使导电片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、光电激励引发的力等。
8.根据权力要求6或7所述的连续可变衰减器,其特征在于: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。
9.根据权力要求8所述的可变衰减器,其特征在于: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安定接触,防止膜片电阻与导电片之间的磨损的作用。
10.根据权力要求9所述的连续可变衰减器,其特征在于:可以在绝缘物(12)上加工上槽沟,在槽内与起接触短路作用的导电片(3),(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安定接触,以及防止印刷膜片电阻与导电薄片之间的磨损的作用。
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