DE10008486A1

DE10008486A1 - Differential-Luftplattentrimmer mit multi-linearer Kennlinie

Info

Publication number: DE10008486A1
Application number: DE2000108486
Authority: DE
Inventors: Roland Dahl; Manfred Weiler
Original assignee: CCR GmbH Beschichtungstechnologie
Current assignee: CCR GmbH Beschichtungstechnologie
Priority date: 2000-02-24
Filing date: 2000-02-24
Publication date: 2001-10-04

Abstract

Differential-Luftplattentrimmer mit multi-linearer Kennlinie, der segmentierte Stator- und/oder Rotorplatten aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Differential-Luftplattentrimmer, also einen variablen Kondensator ohne Dielektrikum, dessen Kennlinie nicht linear ist. Die Kennlinie setzt sich aus Teilgeraden unterschiedlicher Steigung zusammen, so daß eine multi-lineare Abhängigkeit dargestellt wird.

Herkömmliche Differential-Luftplattentrimmer bestehen aus einer drehbaren Welle, auf der die Rotorplatten angeordnet sind sowie aus sich zwei gegenüberliegenden Statorträgern, auf denen die Statorplatten angeordnet sind. Die Kennlinie ist eine Gerade, deren Steigung durch das Verhältnis aus der Anzahl der Platten pro Stator seite gegeben ist. Nicht-lineare Abhängigkeiten können mit einem herkömmlichen Differential-Luftplattentrimmer nicht in zufriedenstellender Weise angenähert werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verlustarmen Differential- Luftplattentrimmer, vorzugsweise für den Einsatz im Hochstrombereich (ca. 10 bis 500 A), bereitzustellen, mit welchem nicht-lineare Abhängigkeiten mit erhöhter Genauigkeit angenähert werden können.

Die Lösung der Aufgabe durch die Erfindung besteht in einem Differential- Luftplattentrimmer mit multi-linearer Kennlinie, der in Kombination mit herkömm lichen Stator- und/oder Rotorplatten eine bestimmte Anzahl an segmentierten Platten aufweist. Bei herkömmlichen Differential-Luftplattentrimmern werden nur Stator- und Rotorplatten eingesetzt, die einem 180°-Kreissegment oder einem Rechteck mit Seitenverhältnis 2 : 1 ähnlich sind, wodurch der Trimmer lediglich eine lineare Kennlinie erhält. Der erfindungsgemäße Differential-Luftplattentrimmer wird zusätzlich auch aus kreis- oder rechteckförmigen Segmenten mit Winkeln < 180° bestückt. Er erhält dadurch eine multi-lineare Kennlinie, d. h. die Kennlinie setzt sich aus Teilgeraden unterschiedlicher Steigung zusammen. Zur Darstellung einer n-fach- linearen Abhängigkeit wird zusätzlich zu den herkömmlichen Trimmerplatten eine Anzahl von n - 1 unterschiedlich segmentierten Platten benötigt. Die notwendige Plattenanzahl des jeweiligen Segmenttyps muß der jeweils darzustellenden Abhängigkeit angepaßt werden. Die gewünschte Abhängigkeit kann allgemein um so genauer angenähert werden, je höher die Anzahl der unterschiedlichen Segment- Typen ist. Die Kennlinie des erfindungsgemäßen multi-linearen Differential- Luftplattentrimmers kann somit sehr gut an einfache funktionale Abhängigkeiten angepaßt werden.

Vorteilhafterweise liegt den segmentierten Rotorplatten nur eine Statorseite gegen über. Den segmentierten Statorplatten braucht keine Statorseite gegenüberliegen. Die Statorplatten und/oder die Rotorplatten können als herkömmliche 180°-Segmente ausgebildet sein.

Besteht der Differential-Luftplattentrimmer aus einem unedlen Metall mit geringem elektrischem Widerstand, so kann er an der Oberfläche mit einer Schicht eines chemisch-inerten Metalls mit hohen Leitwerten versehen sein. Damit wird vermieden, daß sich aufgrund des Einflusses von Reaktivgasen wenig leitfähige Schichten an der Oberfläche des Differential-Luftplattentrimmers ausbilden. Das chemisch-inerte Metall ist vorzugsweise ein Edelmetall, insbesondere Silber, Gold oder ein Platin metall, z. B. Platin. Das unedle Metall des Luftplattentrimmers besteht vorteilhafter weise aus Kupfer, Eisen, Zink, Aluminium oder deren Legierungen wie z. B. Messing.

Werden Edelmetalle, z. B. Gold oder Platin, auf unedle Metalle, z. B. Kupfer oder Messing, aufgebracht, so besteht die Gefahr, daß das Edelmetall in das Träger material oder das Trägermaterial in das Edelmetall hineindiffundiert. Das hat zur Folge, daß die Leitfähigkeit an der Oberfläche aus den für das unedle Metall genannten Gründen abnimmt. Der Diffusionsvorgang kann mittels einer Diffusions sperre, z. B. einer hauchdünnen Schicht aus Nickel, die vor dem Aufbringen der chemisch-inerten Metallschicht auf das unedle Metall aufgetragen wird, verhindert werden. Somit ist die Langzeitstabilität der äußeren Metallschicht sichergestellt. Beide Schichten können plasmachemisch oder galvanisch und vorzugsweise als geschlossene Schicht einer Dicke von 10 nm bis 10 µm, vorzugsweise 1 µm, aufge bracht sein.

Die beiden Schichten, d. h. die Diffusionssperre und die darauf aufgebrachte chemisch- inerte Metallschicht, sind detailliert in den beiden gleichzeitig mit dieser Anmeldung eingereichten Patentanmeldungen "Kühlbare Hochfrequenz-Luftspule" mit dem internen Aktenzeichen 166/99 sowie "Hochfrequenz-Luftkondensator" mit dem internen Aktenzeichen 167/99 der Firma CCR GmbH Beschichtungstechnologie beschrieben.

Der erfindungsgemäße Differential-Luftplattentrimmer eignet sich besonders gut als Bauteil in einem Hochfrequenz-Anpaßnetzwerk wie es in der gleichzeitig mit dieser Patentanmeldung eingereichten Anmeldung "Hochfrequenz-Anpaßnetzwerk" mit dem internen Aktenzeichen 174/00 der Firma CCR GmbH Beschichtungstechnologie beschrieben ist. Er kann auch in einer Hochfrequenz-Plasma- oder -Ionenquelle eingesetzt werden wie es in der gleichzeitig mit dieser Anmeldung eingereichten Patentanmeldung "Hochfrequenz-Plasmaquelle" mit dem internen Aktenzeichen 169/99 der Firma CCR GmbH Beschichtungstechnologie beschrieben ist.

Im folgenden wird die Erfindung beispielhaft anhand von Zeichnungen verdeutlicht:

Fig. 1 zeigt herkömmliche Stator- oder Rotorplatten

Fig. 2 zeigt segmentierte Stator- oder Rotorplatten

Fig. 3 zeigt den schematischen Aufbau eines zweifach-linearen Differential-Trimmers

Fig. 4 zeigt einen Vergleich von linearer und zweifach-linearer Kennlinie

Fig. 5 zeigt den Aufbau der chemisch-inerten Oberflächen-Beschichtung

In Fig. 1 sind schematisch herkömmliche Stator- bzw. Rotor-Platten abgebildet, wie sie allgemein in Luftplatten-Trimmern Verwendung finden. Rotorplatten sind in der Regel einem 180°-Kreissegment (1) ähnlich, während Stator-Platten zusätzlich auch einem Rechteck mit Seitenverhältnis 2 : 1 (2) ähnlich sein können.

Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Auswahl segmentierter Trimmer-Platten: 135°-Segmente (3, 4), 90°-Segmente (5, 6), 45°-Segmente (7, 8), die zur Darstellung einer multi-linearen Abhängigkeit zusätzlich zu den herkömmlichen Trimmer-Platten erforderlich sind.

Fig. 3 zeigt als Beispiel für einen multi-linearen Differential-Luftplattentrimmers einen zweifach-linearen Differential-Trimmer. Er besteht aus einer drehbaren Welle (9), auf der der Rotor angeordnet ist. Der Rotor ist aus fünf herkömmlichen 180°-Kreissegmenten (1) sowie aus zehn 90°-Segmenten (5) aufgebaut. Die Stator seite C1 besteht aus fünf herkömmlichen Statorplatten (1), die auf dem Statorträger (10) angebracht sind. Die Statorseite C2 besteht aus fünfzehn herkömmlichen Statorplatten (2), die auf dem zweiten Statorträger (11) angebracht sind. Die 90°-Rotor-Segmente (5) sind derart angeordnet, daß diese nur die Statorplatten der Statorseite C2 überstreichen. In analoger Weise können auch die Statorplatten als Teilsegmente gestaltet sein, um eine multi-lineare Kennlinie des Trimmers zu erhalten.

In Fig. 4 ist die Kennlinie eines zweifach-linearen Differential-Luftplattentrimmers, d. h. Statorseite C1 in Abhängigkeit von Statorseite C2, dargestellt. Die Kennlinie setzt sich aus zwei Teilgeraden unterschiedlicher Steigung zusammen. Durch diesen zweifach-linearen Differential-Trimmer kann, verglichen mit einem herkömmlichen mit linearer Kennlinie, die dargestellte nicht-lineare Abhängigkeit mit erhöhter Genauigkeit angenähert werden.

Fig. 5 zeigt den Schichtaufbau eines Differential-Luftplattentrimmers. Das Basis material des Trimmers (14) ist mit einer geschlossenen als Diffusionssperre dienenden Nickelschicht (13) versehen. Auf diese Schicht ist eine Schicht (12) aus Gold aufgebracht.

Bezugszeichenliste

1

herkömmliche Stator- bzw. Rotor-Platte (180°-Kreissegment)

2

herkömmliche Stator-Platte (Rechteck mit Seitenverhältnis 2 :

1

)

3

segmentierte Trimmer-Platte (135°-Kreissegment)

4

segmentierte Trimmer-Platte (135°-Rechtecksegment)

5

segmentierte Trimmer-Platte (90°-Kreissegment)

6

segmentierte Trimmer-Platte (90°-Rechtecksegment)

7

segmentierte Trimmer-Platte (45°-Kreissegment)

8

segmentierte Trimmer-Platte (45°-Rechtecksegment)

9

drehbare Welle

10

Statorträger

11

Statorträger

12

chemisch-inerte Metallschicht

13

Diffusionssperre

14

Basismaterial des Trimmers

Claims

1. Differential-Luftplattentrimmer mit multi-linearer Kennlinie, dadurch gekenn zeichnet, daß er segmentierte Stator- und/oder Rotorplatten aufweist.

2. Differential-Luftplattentrimmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den segmentierten Rotorplatten nur eine Statorseite gegenüberliegt.

3. Differential-Luftplattentrimmer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Statorplatten als herkömmliche 180°-Segmente (1, 2) ausgebildet sind.

4. Differential-Luftplattentrimmer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß den segmentierten Statorplatten keine Statorseite gegen überliegt.

5. Differential-Luftplattentrimmer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotorplatten als herkömmliche 180°-Segmente (1) ausgebildet sind.

6. Differential-Luftplattentrimmer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem unedlen Metall mit geringem elektrischen Widerstand (14) besteht, das an der Oberfläche mit einer Schicht eines chemisch-inerten Metalls (12) mit hohen Leitwerten versehen ist.

7. Differential-Luftplattentrimmer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das chemisch-inerte Metall (12) ein Edelmetall ist.

8. Differential-Luftplattentrimmer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Edelmetall Silber, Gold oder ein Platinmetall ist.

9. Differential-Luftplattentrimmer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Platinmetall Platin ist.

-

10. Differential-Luftplattentrimmer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus dem chemisch-inerten Metall (12) plasma chemisch oder galvanisch aufgebracht worden ist.

11. Differential-Luftplattentrimmer nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die chemisch-inerte Metallschicht (12) eine Dicke von 10 nm bis 10 µm, vorzugsweise 1 µm, hat.

12. Differential-Luftplattentrimmer nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das unedle Metall (14) aus Kupfer, Eisen, Zink, Aluminium oder deren Legierungen besteht.

13. Differential-Luftplattentrimmer nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem unedlen Metall (14) des Luftplatten trimmers und der chemisch-inerten Metallschicht (12) eine Diffusionssperre (13) als geschlossene Schicht aufgebracht ist.

14. Differential-Luftplattentrimmer nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Diffusionssperre (13) aus Nickel besteht.

15. Differential-Luftplattentrimmer nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Diffusionssperre (13) eine Dicke von 10 nm bis 10 µm, vorzugsweise 1 µm, hat.

16. Verwendung eines Differential-Luftplattentrimmers nach einem der Ansprüche 1 bis 15 in einem Hochfrequenz-Impedanz-Anpaßwerk.

17. Verwendung eines Differential-Luftplattentrimmers nach einem der Ansprüche 1 bis 15 in einer Hochfrequenz-Plasma- oder -Ionenquelle.