DE10005283A1 - Durch leicht zu trimmende Mikrostreifenleitungen gebildete abgestimmte Leitung - Google Patents

Abstract

Eine abgestimmte Leitung in Form mehrerer Mikrostreifenleitungen ermöglicht ein einfaches Einstellen einer bestimmten Frequenz durch Trimmen einer der Mikrostreifenleitungen. Die Länge jeder Mikrostreifenleitung ist so eingestellt, daß die Reaktanz zwischen einem Ende jeder der Mikrostreifenleitungen und Schaltungsmasse äquivalent induktiv ist, wobei die anderen Enden der Mikrostreifenleitungen miteinander verbunden sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine abgestimmte Leitung (Resonanzleitung) zur Verwendung in einem Schwingkreis, beispielsweise in einem spannungsgesteuerten Oszillator.

Gemäß Fig. 5 ist beispielsweise auf einer gedruckten Schaltungsplatine ein spannungsgesteuerter Oszillator ausgebildet. Der Kollektor eines Schwingungstransistors 11 ist hochfrequenzmäßig auf Masse gelegt. Zwischen Basis und Emitter des Transistors befindet sich ein Rückkopplungskondensator 12. Ein Rückkopplungskondensator 30 liegt zwischen Emitter und Masse. Eine als abgestimmte Leitung fungierende Mikrostreifenleitung 14 befindet sich zwischen der Basis und Masse. Die Mikrostreifenleitung 14 wird durch eine leitende Folie oder dergleichen auf einer (nicht gezeigten) Schaltungsplatine gebildet. Die Schwingungsfrequenz wird durch eine Kapazitätsdiode (Varaktor) 15 geändert, die parallel zu der Mikrostreifenleitung 14 geschaltet ist.

Da in diesem Fall die Mikrostreifenleitung 14 als Induktivitäts-Element fungiert, ist ihr eines Ende mit der Basis des Transistors 11 verbunden, ihr anderes Ende liegt auf Masse. Die Länge der Mikrostreifenleitung 14 wird entsprechend der Schwingungsfrequenz eingestellt, das heißt, auf einen Wert, der kürzer ist als eine viertel Wellenlänge einer Resonanzfrequenz, die festgelegt wird durch die Rückkopplungskondensatoren 12 und 13, die Mikrostreifenleitung 14, die Kapazitätsdiode 15 und dergleichen.

Eingestellt wird die Schwingungsfrequenz mit Hilfe der Mikrostreifenleitung 14, indem ein Teil der Mikrostreifenleitung 14 abgeschnitten, das heißt getrimmt wird, um einen Betrieb bei einer vorbestimmten Schwingungsfrequenz in einem Zustand zu erhalten, in welchem an die Kapazitätsdiode 15 eine bestimmte Abstimmspannung gelegt wird.

Steigt die Schwingungsfrequenz des spannungsgesteuerten Oszillators, so muß die Länge der Mikrostreifenleitung verkürzt werden. Selbst wenn die Mikrostreifenleitung nur geringfügig getrimmt wird, ergibt sich eine starke Änderung der Schwingungsfrequenz, so daß es allgemein schwierig ist, die Frequenz exakt auf eine gewünschte Sollfrequenz einzustellen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine abgestimmte Leitung anzugeben, mit der eine Frequenz sich auch dann einfach einstellen läßt, wenn die abgestimmte Leitung bei hoher Schwingungsfrequenz eingesetzt wird.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der vorliegenden Erfindung durch die in den Ansprüchen angegebenen Merkmale. Die Länge jeder der Mikrostreifenleitungen ist derart eingestellt, daß die Reaktanz zwischen einem Ende der Mikrostreifenleitung und Masse äquivalent induktiv bei einer vorbestimmten Frequenz ist, wobei die einen Enden der Mikrostreifenleitungen zusammengeschaltet sind.

Insbesondere sind folgende Weiterbildungen und spezielle Ausführungsformen der Erfindung vorgesehen: Die Länge jeder der Mikrostreifenleitungen ist kürzer eingestellt als eine viertel Wellenlänge einer vorbestimmten Frequenz, während das andere Ende jeder der Mikrostreifenleitungen auf Masse gelegt ist.

Die Länge mindestens einer der mehreren Mikrostreifenleitungen ist größer als eine viertel Wellenlänge einer vorbestimmten Frequenz, aber kürzer als die Hälfte dieser Wellenlänge, wobei das andere Ende dieser mindestens einen Mikrostreifenleitung offen ist und die Länge der mindestens einen weiteren Mikrostreifenleitung kürzer ist als eine viertel Wellenlänge und das andere Ende dieser mindestens einen weiteren Mikrostreifenleitung auf Masse gelegt ist.

In einer weiteren Ausgestaltung ist die Länge jeder der Mikrostreifenleitungen größer als eine viertel Wellenlänge einer vorbestimmten Frequenz, und ist kürzer als die Hälfte dieser Wellenlänge, wobei das andere Ende dieser Mikrostreifenleitungen auf Masse liegt, und ein konzentriertes, konstantes Bauelement, welches als Induktivität fungiert, parallel zu diesen mehreren Mikrostreifenleitungen geschaltet ist.

Die Erfindung schafft außerdem in einer Weiterbildung eine abgestimmte Leitung mit mehreren ersten Mikrostreifenleitungen gleicher Länge und in Parallelschaltung zueinander, wobei an das eine Ende jeder dieser mehreren ersten Mikrostreifenleitungen mindestens eine zweite Mikrostreifenleitung angeschlossen ist, wobei, wenn die Länge jeder der ersten Mikrostreifenleitungen L1 und die Länge der mindestens einen zweiten Mikrostreifenleitung L2 beträgt, bei einer Anzahl von N ersten Mikrostreifenleitungen die Beziehung L1/N + L2 auf einen Wert eingestellt wird, der kürzer ist als eine viertel Wellenlänge einer vorbestimmten Frequenz.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Schaltungsdiagramm eines spannungsgesteuerten Oszillators unter Verwendung einer erfindungsgemäßen abgestimmten Leitung;

Fig. 2 ein Schaltungsdiagramm eines Aufbaus einer abgestimmten Leitung gemäß der Erfindung;

Fig. 3 ein Diagramm eines weiteren Aufbaus einer abgestimmten Leitung gemäß der Erfindung;

Fig. 4 ein Diagramm eines weiteren Aufbaus der erfindungsgemäßen abgestimmten Leitung; und

Fig. 5 ein Schaltungsdiagramm eines spannungsgesteuerten Oszillators mit einer herkömmlichen abgestimmten Leitung.

Fig. 1 zeigt die Schaltung eines spannungsgesteuerten Oszillators unter Verwendung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen abgestimmten Leitung. Die Schaltung des spannungsgesteuerten Oszillators ist auf einer (nicht gezeigten) gedruckten Schaltungsplatine ausgebildet. Der Kollektor eines Schwingungstransistors 1 liegt hochfrequenzmäßig auf Masse. Ein Rückkopplungskondensator 2 liegt zwischen Basis und Emitter, und ein Rückkopplungskondensator 3 befindet sich zwischen Emitter und Masse. Beispielsweise sind zwischen Basis und Masse zwei Mikrostreifenleitungen 4 und 5 als abgestimmte Leitungen vorgesehen. Die Mikrostreifenleitungen 4 und 5 werden durch leitende Folie oder dergleichen auf einer (nicht gezeigten) gedruckten Schaltungsplatine gebildet. Die Schwingungsfrequenz wird geändert mit Hilfe einer Kapazitätsdiode (Varaktor) 6, die parallel zu den Mikrostreifenleitungen 4 und 5 geschaltet ist. Die einen Enden der beiden Mikrostreifenleitungen 4 und 5 sind zusammengeschaltet. Da die Teile zwischen den einen Enden und Masse als äquivalentes Bauelement für ein induktives Bauelement verwendet werden, wird die Länge jeder Mikrostreifenleitung auf einen Wert eingestellt, der kürzer ist als eine viertel Wellenlänge der Schwingungsfrequenz, wobei die einen Enden an die Basis des Schwingungstransistors 1 und die anderen Enden an Masse gelegt werden. Da die Mikrostreifenleitungen 4 und 5 parallel zueinander geschaltet sind, ist folglich die Länge der Mikrostreifenleitungen 4 und 5 größer als die Länge einer herkömmlichen Mikrostreifenleitung.

Die Schwingungsfrequenz wird eingestellt mit Hilfe einer der Mikrostreifenleitungen (zum Beispiel der Mikrostreifenleitung 4). In diesem Fall wird ein Teil der Mikrostreifenleitung 4 so getrimmt, daß eine vorbestimmte Schwingungsfrequenz erhalten wird, wenn eine vorbestimmte Abstimmspannung an den Varaktor 6 gelegt wird. Da die Mikrostreifenleitung 4 relativ lang ist, ist die Änderung der Frequenz durch das Trimmen moderat, so daß die Einstellung leichter vorgenommen werden kann.

Die Fig. 2 bis 4 zeigen weitere Konfigurations-Beispiele der erfindungsgemäßen abgestimmten Leitung. In Fig. 2 sind die Mikrostreifenleitungen 4 und 5 parallel zueinander geschaltet, wobei ihre anderen Enden auf Masse liegen, und außerdem liegt zu ihnen parallel noch eine Mikrostreifenleitung 11, deren anderes Ende offen ist. Da das andere Ende der Mikrostreifenleitung 11 offen ist, hat diese Mikrostreifenleitung 11 eine Länge, die größer als eine viertel Wellenlänge und kleiner als die Hälfte der Wellenlänge ist. Durch diese Ausgestaltung wird die Mikrostreifenleitung 11 eine Induktivität, wenn sie von dem einen Ende her betrachtet wird. Sämtliche drei Mikrostreifenleitungen 4, 5 und 11 sind daher mit induktiven Bauelementen äquivalent. Wenn sie sich in einem parallelen Zustand befinden, erhält man einen vorbestimmten Induktivitätswert. Die Länge der drei Mikrostreifenleitungen 4, 5 und 11 ist demzufolge vergleichsweise groß. Die Länge jeder der Mikrostreifenleitungen 4 und 5 muß gleich oder kürzer sein als eine viertel Wellenlänge der vorbestimmten Wellenlänge. Die Mikrostreifenleitung 11 ist länger als ein viertel und kürzer als die halbe Wellenlänge.

Die Frequenzeinstellung ist in diesem Fall relativ einfach, indem beispielsweise ein Stück von der langen Mikrostreifenleitung 11 getrimmt wird und dabei eine relativ moderate Frequenzänderung hervorgerufen wird.

In Fig. 3 liegt parallel zu zwei Mikrostreifenleitungen 12 und 13, deren andere Enden auf Masse liegen, eine induktive Einrichtung, die sich als konzentriertes konstantes Bauelement betrachten läßt, beispielsweise hier in Form einer gedruckten Spule 14 auf der gedruckten Schaltungsplatine. Die beiden Mikrostreifenleitungen sind beide länger als eine viertel Wellenlänge und kürzer als eine halbe Wellenlänge, so daß sie kapazitiv sind. Die gedruckte Spule 14 und die beiden Mikrostreifenleitungen 12 und 13 sind zueinander parallel geschaltet, so daß sie bei einer vorbestimmten Frequenz äquivalent induktiv sind.

Die gedruckte Spule 14 hat eine Zickzack-Form. Durch Schneiden einer kurzgeschlossenen Seite 14a ändert sich die Länge der gedruckten Spule 14 und dementsprechend deren Induktivität. Auf diese Weise läßt sich die Frequenz einfach mit Hilfe der gedruckten Spule 14 einstellen.

In Fig. 4 ist eine zweite Mikrostreifenleitung 21 in Reihe geschaltet zu einer ersten Mehrzahl von Mikrostreifenleitungen 15 und 16, deren andere Enden auf Masse gelegt sind. Die Länge der Mikrostreifenleitung 15 und diejenige der Mikrostreifenleitung 16 sind gleich groß. Wenn die Länge der beiden ersten Mikrostreifenleitungen 15 und 16 jeweils L2 beträgt, und wenn die Länge der zweiten Mikrostreifenleitung 21 den Wert L1 hat, so wird der Wert L1/2 + L2 kürzer als eine viertel Wellenlänge eingestellt. Aus der Sicht des einen Endes der Mikrostreifenleitung 21 ist diese induktiv.

Anstelle von zwei ersten Mikrostreifenleitungen 15 und 16 gemäß Fig. 4 kann die Anzahl solcher ersten Mikrostreifenleitungen erhöht werden, allgemein sind N erste Mikrostreifenleitungen vorhanden. In diesem Fall reicht es aus, wenn die Beziehung L1/N + L2 auf ein Viertel der Wellenlänge eingestellt wird.

Wie oben ausgeführt, weist die erfindungsgemäß abgestimmte Leitung eine Mehrzahl von Mikrostreifenleitungen auf. Jede der Mikrostreifenleitungen ist auf eine solche Länge eingestellt, daß die Reaktanz zwischen einem Ende jeder Mikrostreifenleitung und Schaltungsmasse äquivalent induktiv bei einer vorbestimmten Frequenz ist, wobei die einen Enden der Mikrostreifenleitungen zusammengeschaltet sind. Folglich wird die Länge der Mikrostreifenleitung bei einer Vergleichsfrequenz größer.

Da bei der erfindungsgemäßen abgestimmten Leitung die Länge jeder einzelnen Mikrostreifenleitung auf einen Wert eingestellt ist, der kürzer ist als ein Viertel der Wellenlänge einer vorbestimmten Frequenz, während das andere Ende jeder Mikrostreifenleitung auf Masse liegt, werden sämtliche Mikrostreifenleitungen induktiv. Die Länge der Mikrostreifenleitung wird größer, so daß die Frequenzeinstellung durch Trimmen eines Teils dieser Mikrostreifenleitung einfacher wird.

Gemäß der erfindungsgemäß abgestimmten Leitung ist die Länge einer von mehreren Mikrostreifenleitungen größer als eine viertel Wellenlänge einer vorbestimmten Frequenz und kürzer als die Hälfte dieser Wellenlänge, wobei die anderen Enden offen sind. Die Länge jeder der übrigen Mikrostreifenleitungen hat einen Wert, der geringer ist als ein Viertel der Wellenlänge, wobei das andere Ende mit Masse verbunden ist.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist die Länge jeder Mikrostreifenleitung größer als ein Viertel einer Wellenlänge bei einer vorbestimmten Frequenz, jedoch kürzer als die Hälfte dieser Wellenlänge, wobei das andere Ende auf Masse liegt, und parallel zu diesen Mikrostreifenleitungen ist ein konzentriertes konstantes Bauelement als Induktivität geschaltet. Folglich kann dieses konzentrierte konstante Bauelement die Form einer gedruckten Spule oder dergleichen annehmen. Indem man die Länge der gedruckten Spule ändert, läßt sich die Induktivität insgesamt in einfacher Weise einstellen. Die Länge der Mikrostreifenleitung wird größer, so daß die Frequenzeinstellung durch Abschneiden eines Teils der Mikrostreifenleitung einfacher wird.

Die erfindungsgemäße abgestimmte Leitung besitzt in einer speziellen Ausgestaltung mehrere erste Mikrostreifenleitungen gleicher Länge in Parallelschaltung zueinander, ferner eine zweite Mikrostreifenleitung, die an das eine Ende jeder der ersten Mikrostreifenleitungen angeschlossen ist. Wenn die Länge jeder der ersten Mikrostreifenleitungen L1 beträgt, die Länge der zweiten Mikrostreifenleitung L2 beträgt, und die Anzahl der ersten Mikrostreifenleitungen N beträgt, so wird L1/N + L2 auf einen Wert eingestellt, der kürzer ist als ein Viertel der Wellenlänge einer bestimmten Frequenz. Folglich werden die ersten Mikrostreifenleitungen größer. Auch hier kann das Trimmen eines Teils der Mikrostreifenleitung ein einfaches Einstellen der Frequenz ermöglichen.

Claims (5)

1. Abgestimmte Leitung, umfassend eine Mehrzahl von Mikrostreifenleitungen (4, 5; 11, 12, 13), deren Länge so eingestellt ist, daß die Reaktanz zwischen einem Ende der Mikrostreifenleitung und Schaltungsmasse bei einer vorbestimmten Frequenz äquivalent induktiv ist, und die einen Enden der Mikrostreifenleitungen zusammengeschaltet sind.

2. Leitung nach Anspruch 1, bei der die Länge jeder der Mikrostreifenleitungen (4, 5) auf einen Wert eingestellt ist, der kleiner ist als ein Viertel einer Wellenlänge bei einer vorbestimmten Frequenz, während das andere Ende der Mikrostreifenleitung auf Masse gelegt ist.

3. Leitung nach Anspruch 1, bei der die Länge mindestens einer (11) der mehreren Mikrostreifenleitungen (4, 5, 11) auf einen Wert eingestellt ist, der größer ist als ein Viertel einer Wellenlänge bei einer vorbestimmten Frequenz, und kürzer als die Hälfte dieser Wellenlänge ist, wobei das andere Ende der Mikrostreifenleitung (11) offen ist, die Länge der mindestens einen weiteren Mikrostreifenleitung (4, 5) auf einen Wert eingestellt ist, der kleiner ist als ein Viertel der Wellenlänge, wobei das andere Ende dieser weiteren Mikrostreifenleitung mit Masse verbunden ist.

4. Leitung nach Anspruch 1, bei der die Länge jeder der Mikrostreifenleitungen (12, 13) auf einen Wert eingestellt ist, der größer ist als ein Viertel einer Wellenlänge bei einer vorbestimmten Frequenz, und kürzer ist als die Hälfte der Wellenlänge, wobei das andere Ende jeder Mikrostreifenleitung (12, 13) mit Masse verbunden ist, und ein konzentriertes konstantes Bauelement (14), welches als Induktivität fungiert, parallel zu den mehreren Mikrostreifenleitungen (12, 13) geschaltet ist.

5. Abgestimmte Leitung, umfassend mehrere erste Mikrostreifenleitungen (15, 16) gleicher Länge, die parallel zueinander geschaltet sind, und eine zweite Mikrostreifenleitung (21), die an das eine Ende der mehreren Mikrostreifenleitungen (15, 16) angeschlossen ist, wobei die Länge jeder der ersten Mikrostreifenleitungen L1 beträgt, die Länge der zweiten Mikrostreifenleitung (21) L2 beträgt, und die Anzahl der ersten Mikrostreifenleitungen N beträgt, und wobei L1/N + L2 auf einen Wert eingestellt ist, der kleiner ist als eine viertel Wellenlänge bei einer vorbestimmten Frequenz.