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Hochfrequenzspule sowie -schwingungskreis, -filter und -weiche Hochfrequenzschwingungskreise,
-filter und -weichen enthalten im wesentlichen Spulen und Kondensatoren als leitungsverbundene
Glieder. Die Induktivität der Spule und die Kapazität des Kondensators sind für
Schwingungen von etwa 30 MHz an und mehr im allgemeinen so klein, daß sich solche
Hochfrequenzschwingungskreise, -filter oder -weichen vorteilhaft als sogenannte
flächenhafte oder »gedruckte Schaltungen« herstellen lassen. Unter einer flächenhaften
oder gedruckten Schaltung versteht man bekanntlich eine auf der Oberfläche oder
den Oberflächen einer Isolierplatte bzw. einer -folie angeordnete Schaltung aus
flächenhaft ausgeführten Schaltungselementen, nämlich Spulen, Kondensatoren und
den sie verbindenden Leitungen. Die flächenhaft ausgeführte Schaltung erscheint
nämlich einem Beschauer als gedruckt, auch dann, wenn sie nicht im Druck, sondern
z. B. in einem Ätzverfahren hergestellt ist.
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Die flächenhafte oder gedruckte Hochfrequenzspule wird als Spirale
in runder oder eckiger Anordnung auf einer steifen Isolierplatte ausgeführt. Ihre
Induktivität läßt sich bekanntlich durch einen weichmagnetischen Kern innerhalb
eines bestimmten Bereiches erhöhen und im Bereich dieser Erhöhbarkeit einstellen
oder abgleichen, je nachdem, wie der Kern in bezug auf die Spule angeordnet ist.
Dieser Abgleichbereich ist aber nur sehr klein, weil die Induktivität einer spiralig
ausgebildeten Spule durch den eingesteckten Kern nur wenig zu erhöhen ist. Das setzt
verständlicherweise der Anwendungsmöglichkeit solcher Spulen gewisse Grenzen.
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Die Hochfrequenzspulen aus flächenhaften Leitungen sind auch schon
in folgender Weise ausgeführt worden Ein dünner Metallstreifen ist in seiner Längsrichtung
zusammen mit einer dünnen Isolierfolie zu einer Spule aufgewickelt, oder der dünne
Metallstreifen ist wendelförmig auf einem Isolierzylinder angeordnet.
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Die Erfindung betrifft eine aus einer flächenhaften oder gedruckten
Leitung gewickelte Hochfrequenzspule mit kleiner Eigenkapazität für einen Frequenzbereich
über 30 MHz. Erfindungsgemäß bilden die Wickelrichtung der Folie und die Richtung
der Leitung einen von 0 bzw. 180° abweichenden Winkel. Die auf die Isolierfolie
aufgedruckte Leitung kann eine gerade Linie sein. Sie kann auch eine zickzackförmige
oder auch eine ein- bzw. mehrfach gekrümmte Linie sein.
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Die Figuren dienen zur Erläuterung. Sie zeigen je eine Draufsicht
auf eine biegsame Isolierfolie mit der gedruckten Leitung in ungerolltem Zustand,
und zwar zeigt Fig. 1 eine Isolierfolie mit einer in gerader Linie gedruckten Leitung,
darin deutet jeder Pfeil eine Rollrichtung an, Fig. 2 eine Isolierfolie mit einer
gedruckten Leitung in Zickzackform, Fig. 3 eine Isolierfolie mit einer gedruckten,
einfach gekrümmten Linie, Fig. 4 eine Isolierfolie mit einer gedruckten, einen Krümmungsscheitel
aufweisenden Leitung, Fig. 5 eine Isolierfolie mit einer gedruckten, mehrfach gekrümmten
und daher Wendepunkte aufweisenden Leitung.
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Die Spule wird als Zylinderspule gefertigt. Die Induktivität der Spulen
läßt sich in bekannter Weise durch Einstecken eines weichmagnetischen Eisenkerns
wesentlich erhöhen und dadurch auf einen vorgegebenen Wert abgleichen. Der Abgleich
einer Kreuz-bzw. Zylinderspule ist verhältnismäßig einfach.
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Eine Zylinderspule besteht aus einer in Richtung des Pfeiles A bzw.
A' aufgewickelten Isolierfolie gemäß Fig. 1 oder einer aufgewickelten Isolierfolie
gemäß Fig. 3 bis 5. Eine Kreuzspule besteht aus einer in Richtung des Pfeiles B
aufgewickelten Isolierfolie gemäß Fig. 2.
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Je nach der Wahl des Winkels zwischen der Roll-und Leitungsrichtung
lassen sich Spulen mit jeder gewünschten Steigung herstellen. Eine solche Spule
benötigt zwar einen größeren Raum als die Scheibenspule. Sie weist aber eine wesentlich
kleinere Wicklungskapazität als diese auf. Die Zylinderspule läßt sich verständlicherweise
durch die Verschiebung des weichmagnetischen Kerns leichter als die Scheibenspule
abgleichen.
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Je nach der Form der auf die biegsame Isolierfolie gedruckten Leitung
läßt sich eine Abstimmspule oder
ein Variometer mit beispielsweise
frequenzgerader oder induktivitätsgerader oder wellenlängenproportionaler Abstimmkurve
in Abhängigkeit von der Kernverschiebung bilden.
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Solche Abstimmspulen werden mit Vorteil beispielsweise als Abstimmelemente
in einem Überlagerungsempfänger verwendet. Denn damit läßt sich ein einwandfreier
Gleichlauf zwischen dem Vorkreis und Oszillatorkreis herstellen. Beispielsweise
läßt sich auch eine feinere Abstimmöglichkeit im mittleren Abstimmungsbereich dadurch
erzielen, daß die Steigung der gedruckten Leitung auf der Isolierfolie im mittleren
Bereich größer als an den Enden gemacht wird.
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Es können sogar mehrere Gebiete mit feiner Abstimmungsmöglichkeit
mit anderen Gebieten gröberer Abstimmung abwechseln, wenn die Form der gedruckten
Leitung auf der Isolierfolie diesem Zwech entsprechend ausgeführt wird. Das kann
beispielsweise bei einer Abstimmrichtung für Kurzwellenempfang wünschenswert sein,
bei der die einzelnen Frequenzbänder gedehnt werden sollen.
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Solche Spulen können für Fernsehempfänger von Vorteil sein. Denn bei
diesen liegt auch die Aufgabe vor, möglichst schnell von einem Fernsehkanal zu einem
anderen überzugehen, aber um den Abstimmpunkt herum die Möglichkeit der Feineinstellung
zu haben.
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Nach einem weiteren Erfindungsgedanken kann man die Induktivitätsänderung
auf einem Teil des Abstimmweges sehr gering machen, wenn die Kurve der gedruckten
Leitung rückläufig geführt ist, also einen Scheitel aufweist und dadurch die Spule
aus der gewickelten Folie eine Gegeninduktiv ität erhält.
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Gekoppelte Spulen mit fester Kopplung werden erhalten, wenn die biegsamen
Isolierstoffolien mit parallelen Leitungen bedruckt werden und die Isolierstofffolie
gewickelt wird. Je nach Abstand der gedruckten Leitungslinien ist die Kopplung mehr
oder weniger fest. Beim Abgleich der Induktivitäten durch den eingesteckten Kern
wird der Kopplungsfaktor jedoch nicht nennenswert verändert.
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Bei Spulen. die nur unwesentlich gekoppelt sein dürfen. wird der Abstand
der gedruckten Leitungen auf der Isolierstoffolie so groß gemacht, daß das zulässige
Maß des Restkopplungsfaktors eingehalten wird. Der Gütefaktor einer Spule läßt sich
insgesamt oder für einen oder mehrere bestimmte Abstimmbereiche dadurch verbessern,
daß die auf der Isolierfolie gedruckte Leitung über ihre ganze Länge hin oder über
einen bestimmten Bereich bzw. bestimmte Bereiche verbreitert wird. Denn der Gütefaktor
hängt unter anderem von den in der Leitung auftretenden Verlusten ab. Diese können
bei hohen Frequenzen durch den Skin-Effekt beträchtlich ins Gewicht fallen. In diesen
Frequenzbereichen werden deshalb möglichst Bandleiter verwendet. Die in der Leitung
auftretenden Verluste lassen sich durch Verbreitung des Bandleiters herabsetzen.
Bei Abstimmspulen ist ein nahezu gleicher Gütefaktor über den gesummten Abstimmbereich
hinweg erwünscht. Die stellenweise Verbreiterung der Leitlinie bietet hierzu eine
ideale Möglichkeit.
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Die serienweise nach der Erfindung gefertigten Spulen zeichnen sich
durch eine geringe Streuung ihrer elektrischen Werte aus. Gedruckte Schwingungskreise,
-filter und -weichen, die neben den erfindungsgemäßen Spulen auch gedruckte Kondensatoren
aufweisen, deren Kondensatorbeläge auf beiden Seiten der Folie angeordnet sind,
enthalten Kondensatoren mit verhältnismäßig kleinen Abmessungen. Denn es lassen
sich verhältnismäßig hohe Kapazitätswerte infolge der geringen Folienstärke erzielen.
Sie werden durch das Aufrollen der Folie nicht verändert.
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Weitere Anwendungsbeispiele der erfindungsgemäßen Spule sind: Ablenkfelder
für Elektronen- und Korpuskularstrahlen, nicht quasistationäre Kreise, wie Antennen
und Filter,-ebilde.