DE1261918B - Verstaerker fuer hochfrequente elektrische Schwingungen mit Leitungskreisen in Streifenleitungstechnik - Google Patents

Description

• Verstärker für hochfrequente elektrische Schwingungen mit Leitungskreisen in Streifenleitungstechnik Die Erfindung betrifft einen Verstärker für hochfrequente elektrische Schwingungen in gedruckter Schaltungstechnik und mit Leitungskreisen in Streifenleitungstechnik.
• Es ist bekannt, Hochfrequenzverstärker in Streifenleitungstechnik auszuführen (deutsche Auslegeschrift 1197 518), wobei mehrere Mittelleiter auf einer gemeinsamen Trägerplatte angeordnet sind. Bei einem solchen Verstärker sind alle Schaltungselemente auf der die Leitungskreise bildenden Grundplatte angeordnet und mit dieser verlötet. Diese bekannte Anordnung erlaubt eine rationelle Fertigung mit Anwendung des Tauchlötungsverfahrens. Bei solchen bekannten Verstärkern in Streifenleitungstechnik hat es sich aber als nachteilig herausgestellt, daß das für die Bildung der Leitungskreise erforderliche Dielektrikum sehr teuer ist, und daß großer Platzbedarf der bekannten Anordnung die Verwendung für Heimgeräte deshalb erschwerte.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Verstärker für- hochfrequente elektrische Schwingungen zu schaffen, der die Vorteile der gedruckten Schaltungstechnik, wie Tauchlötung, gemeinsame Herstellung usw., voll auszunutzen gestattet und zugleich die Verwendung der Streifenleitungsteehnik ermöglicht.
• Die Erfindung besteht darin, daß die Mittelleiter und Außenleiter der Leitungskreise für mehrere Stufen hintereinander auf einer kupferkaschierten Trägerplatte so angeordnet sind, daß die Enden der Mittelleiter an einer Seitenkante der Trägerplatte enden, und daß die Trägerplatte mit dieser Seitenkante in die Verstärkergrundplatte eingesetzt ist, die die zugehörigen Schaltungselemente und gegebenenfalls weitere Verstärkerstufen trägt, und daß Verstärkergrundplatte und Trägerplatte miteinander tauchverlötet sind. Die Ausführung des Verstärkers gemäß der Erfindung gestattet, die Mittel- und Außenleiter der Leitungskreise auf einer sehr hochwertigen Trägerplatte anzuordnen, während die Verstärkergrundplatte in relativ einfacher Ausfertigung verwendet werden kann, nämlich z. B. in einseitiger Kupferkaschierung und verhältnismäßig geringwertigem Isoliermaterial. Die hintereinanderliegenden Leitungskreise sind besonders günstig zu verbinden, da jeweils das Ende des einen Leitungskreises dicht neben dem Anfang des folgenden Leitungskreises liegt und in einfacher Weise miteinander zu verkoppeln ist.
• Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird im folgenden ein Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnungen beschrieben. F i g. 1 zeigt die räumliche Darstellung eines Ver= stärkers mit einer Verstärkergrundplatte 1, die an dem in der Zeichnung unteren Teil mit einer Kupferkaschierung 2 versehen ist. In die Verstärkergrundplatte 1 ist eine Trägerplatte 3 eingesetzt, die auf der abgewandten Seite mit einer durchgehenden Kupferkaschierung 4 und auf der dem Betrachter zugewandten Seite mit einer Kupferkaschierung 5 versehen ist, aus der Mittelleiter 6, 7, 8 für die UHF-Bandfilter und Oszillatorkreise herausgearbeitet sind. Die Mittelleiter 6,7 und 8 bilden zusammen mit der durchgehenden Kaschierung 4 auf der abgewandten Seite Leitungskreise nach dem Streifenleitungsprinzip. Die Kupferkaschierung 5 trägt teilweise zur Bildung der Leitungskreise bei, dient aber im wesentlichen zur Abschirmung der einzelnen Leitungskreise gegeneinander und zur Außenabschirmung. Die Mittelleiter 6,7 und 8 sind so aus der Kupferkaschierung 5 herausgearbeitet, daß sie in Längsrichtung der Trägerplatte 3 hintereinanderliegen und mit ihren jeweiligen Enden an einer Seitenkante 9 liegen. Mit dieser Seitenkante 9 ist die Trägerplatte 3 in einen Schlitz 10 in der Verstärkergrundplatte 1 eingesetzt, und wird mit der Kupferkaschierung 2 verlötet. Die Verstärkergrundplatte 1 besteht aus einem nicht allzu hochwertigen Isoliermaterial, in welches die Widerstände, Kapazitäten, Verstärkerelemente usw. eingesetzt sind, wie es üblicherweise für gedruckte Schaltungen verwendet wird. Die Trägerplatte 3 dagegen besteht aus einem relativ hochwertigen Trägermaterial, z. B. einem Polytetrafluoräthylen oder einem aus Glasfasern mit einer Füllmasse bestehenden Material, z. B. dem unter dem Handelsnamen Polyprint bekannten Material. Die Mittelleiter werden jeweils so angeordnet bzw. gespeist, daß die Signale jeweils am linken Ende eingespeist und am rechten Ende abgenommen werden. In F i g. 1 ist die Schaltung des gesamten Verstärkers auf der Unterseite 2 der Verstärkergrundplatte 1 angeordnet, so daß nur die in der Schaltung befindlichen Bauelemente sichtbar sind. Ihre Anschlüsse sind auf der Unterseite der Verstärkergrundplatte 1 verlötet. Die Signale gelangen von einem Vorverstärkertransistor 11 und -einem Koppelkondensator 12 auf den Mittelleiter 6 --des ersten Leitungskreises. Die Drossel13 dient zur Spannungszuführung für den Transistor 11. Das untere Ende 14 des Mittelleiters 6 ist auf der Unterseite der Verstärkergrundplatte 1 mit einem Ende einer Kapazitätsdiode 15 verbunden, deren Ende auf der Unterseite der Verstärkergrundplatte 1 mit einer Kaschierung eines Leiterplättchens 16 verbunden ist, welches ebenfalls unterhalb der Platte 1 mit Masse verlötet ist. An die andere Seite des Leiterplättchens 16 ist die freie Elektrode einer Kapazitätsdiode 18 angeschlossen, welche mit dem Ende 17 des Mittelleiters 7 verbunden ist. Die beiden Enden der Kapazitätsdioden 15 und 18 sind so an die Kaschierungen des Leiterplättchens 16 angeschlossen, daß die beiden Kaschierungen dieses Plättchens zwischen dem Anschluß der Kapazitätsdioden und der Masseverbindung als Induktivitäten wirken, die über den Isolierstoffkörper des Plättchens miteinander gekoppelt sind. Das Leiterplättchen 16 wirkt daher als Fußpunktkopplung für die beiden Mittelleiter 6 und 7. Das andere Ende 19 des Mittelleiters 7 ist über einen Kondensator 20 mit einer Elektrode eines Transistors 21 verbunden, der als selbstschwingender Mischtransistor geschaltet ist und mit einer anderen Elektrode über einen Kondensator 22 an das Ende 23 des Mittelleiters 8 des Oszillatorschwingkreises angeschlossen ist. Im Ausgangskreis dieser Stufe ist unter anderem der Zwischenfrequenzverstärkerkreis angeordnet, dessen Spule 24 auf der Oberseite der Verstärkergrundplatte 1 sichtbar ist. 25 stellt eine Buchse für die Entnähme der Zwischenfrequenz dar.
• Die Leitungskreise. der in F i g. 1 dargestellten Anordnung sind relativ niederohmig. Bei Abstimmung solcher Kreise mit Kapazitätsdioden hat es sich als schwierig erwiesen, den erwünschten Frequenzbereich zu überstreichen, weil das Dielektrikum und die Leiterabmessung der Kaschierung aus mechanischen Gründen bestimmte Abmessungen nicht unterschreiten können. Diese Schwierigkeit wird dadurch überwunden, daß eine Schaltung gemäß F i g. 2 mit Kapazitätstransformation verwendet wird.
• F i g. 2 zeigt eine Schaltung eines UHF-Teils für den in F i g. 1 dargestellten Verstärker. Die Hochfrequenzsignale werden bei 31 einem Eingangskreis 33 zugeführt, der -die Emitterelektrode eines in Basisschaltung betriebenen Transistors 34 steuert. Die Kollektorelektrode ist über einen Koppelkondensator 35 mit einem Innenleiter 36 eines Hochfrequenzkreises 37 verbunden, der zur Einstellung der Frequenz über eine Kapazitätsdiode 38 mit Masse verbunden ist. Der Kreis 37 ist mit einem Sekundärkreis 39 über die beiden Kreisen gemeinsame Induktivität der Leitung 40 gekoppelt, die in F i g. 1 durch das Leiterplättchen 16 gebildet wird. Beide Kreise sind als Bandfilter geschaltet, wobei der Innenleiter 41 des _ Sekundärkreises 39 über eine Kapazitätsdiode 42 mit Masse verbunden ist. Der Sekundärkreis 39 ist an den Emitter eines Transistors 43 über einen Koppelkondensator 44 angeschlossen. Der Transistor 43 ist aktives Element einer selbstschwingenden Mischstufe, bei der die Rückkopplung über einen Kondensator 45 erfolgt und der Oszillatorkreis durch einen Leitungskreis 46 gebildet wird. Der Oszillatorkreis ist dabei in den kapazitiven Zweig eines ZF-Bandfilters 47 eingeschaltet. Die zwischenfrequenten Ausgangssignale werden an der Klemme 48 abgenommen. Der Innenleiter 49 des Oszillatorkreises 46 ist über eine Diode 50 nach Masse geschaltet.
• In Serie zu den Dioden 38, 42 und 50 werden Induktivitäten 51 a, b, c eingeschaltet. Die Impedanz aus zusätzlicher Induktivität, der inneren Induktivität der Dioden 38, 42 bzw. 50 und anderer Elemente zwischen Innenleiter 36, 41 bzw. 49 und Masse ist so bemessen, daß ihre Serienresonanzfrequenz bei Veränderung der Kapazität des jeweiligen Leitungskreises an der unteren Frequenzgrenze des jeweiligen belasteten Leitungskreises unterhalb und an der oberen Frequenzgrenze oberhalb der Resonanzfrequenz des Leitungskreises liegt. Dabei kann zur Erzielung und zur Einstellung eines besseren Gleichlaufes der Wert der Induktivitäten in den Bandfilterkreisen bzw. in den Oszillatorkreisen unterschiedlich gewählt sein. Durch eine parallel zur Diode 38, 42 bzw. 50 geschaltete weitere Induktivität 52 a, b, c wird der Frequenzbereich der Schaltung vergrößert. Ein noch größerer Frequenzbereich kann überstrichen werden, wenn den Dioden 38, 42, 50 jeweils eine weitere Diode 53, 54 oder 55 zugeordnet wird, die so umschaltbar sind, daß entweder nur eine oder beide Dioden in ihrer Kapazität veränderbar sind. Die relative Lage der Serienresonanzen wird beispielsweise dadurch erreicht, daß im Falle einer Diode diese einen großen Kapazitätshub und im Falle zweier Dioden diese entsprechend. unterschiedliche Kapazitätswerte haben. Eine Schwingneigung der ersten Stufe mit dem Transistor 34 auf einer Frequenz, die durch die Impedanz 38, 51, 52, 53 gegeben ist, wird durch die für diese Frequenz annähernd einen Kurzschluß bildende Drossel 32 unterbunden. In der selbstschwingenden Mischstufe könnte die Drossel 56, die dort zur Ansteuerung mit Signalen einen größeren Wert haben muß, eine Schwingung mit der Parallelresonanzfrequenz der Impedanz 50, 51, 52, 55 bewirken. Dies wird vermieden durch einen Dämpfungswiderstand 57 parallel zur Impedanz. Die eine Anschlußstelle wird dabei so' gewählt, daß sie einem Knotenpunkt der Frequenz entspricht, bei der die Impedanz in. Serienresonanz ist. Auf diese Weise linearisiert der Widerstand 57 zugleich den Amplitudengang. Gute Werte ergeben sich auch noch, wenn der Anschlußpunkt zwischen dem Verbindungspunkt 58 des. Innenleiters 49 und der Induktivität 51 c einerseits und dem Knoten liegt, der der höchsten Oszillatorfrequenz entspricht.
• Die Trägerplatte 3 dient nicht nur als Trägerin der Leitungskreise sondern auch noch als Abschirmung zwischen den dem Betrachter zugewandten Bauelementen und den hinter der Trägerplatte 3 angeordneten Verstärkerteilen, die für einen gänzlich anderen Frequenzbereich gedacht sind. Wenn z. B. die dem Betrachter zugewandten Schaltungsteile für die Bänder IV und V geeignet sind, so können die auf der Rückseite der Trägerplatte 3 angeordneten Bauteile in den Bändern I und III betrieben werden. Zur Abschirmung der Verstärkerteile der Bänder I, 11I, IV und V gegen Verstärkerzüge weiterer Frequenzbereiche, z. B. der ZF-Verstärker oder der Videoverstärker usw., die ebenfalls auf der gleichen Verstärkergrundplatte 1 angeordnet sind, können die den Hochfrequenzbereichen zugeordneten Schaltungsteile durch eine zusätzliche Abschirmung abgedeckt werden, die in Schlitze der Verstärkergrundplatte 1 eingesetzt werden können.

Claims (4)

1. Patentansprüche: 1. Verstärker für hochfrequente elektrische Schwingungen in gedruckter Schaltungstechnik und mit mehreren Leitungskreisen in Streifenleitungstechnik, wobei mehrere Mittelleiter auf einer gemeinsamen Trägerplatte angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelleiter (6, 7, 8; 36, 41, 49) und Außenleiter (5) der Leitungskreise für mehrere Stufen hintereinander auf einer kupferkaschierten Trägerplatte (3) so angeordnet sind, daß die Enden der Mittelleiter (6, 7, 8; 36, 41, 49) an einer Seitenkante (9) der Trägerplatte (3) enden, und daß die Trägerplatte (3) mit dieser Seitenkante (9) in eine Verstärkergrundplatte (1) eingesetzt ist, die die zugehörigen Schaltungselemente und gegebenenfalls weitere Verstärkerstufen trägt, und daß Verstärkergrundplatte (1) und Trägerplatte (3) miteinander tauchverlötet sind.
2. 2. Verstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einander zugewandten Mittelleiterenden (14,17) zweier Bandfilterkreise über je eine Abstimmkapazität (15,18) und eine gemeinsame Induktivität nach Masse geschaltet sind.
3. 3. Verstärker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Induktivität aus zwei miteinander gekoppelten Leitern besteht (16).
4. 4. Verstärker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden gekoppelten Leiter die gegenüberliegenden Kaschierungen eines doppeltkaschierten Plättchens (16) sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1197 518.