DE19728251A1 - Hochfrequenz-Detektor - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Hochfrequenz-Detektor zur Erfassung von Hochfre­ quenzenergie. Ein solcher Detektor kann z. B. zur Feststellung des Sendebetriebs eines Funkgeräts verwendet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hochfrequenz-Detektor zu schaffen, der sich durch kompakten Aufbau auszeichnet.

Diese Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1 genannten Merkmalen gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Der erfindungsgemaße Hochfrequenz-Detektor ist in Form eines Steckers, insbesondere ei­ nes Hochfrequenz-Steckers, ausgebildet, der die Detektorschaltung direkt in seinem Inne­ ren enthält. Hierdurch wird kompakter Aufbau erzielt. Zudem ist der erfindungsgemäße Detektor auch einfach montierbar und demontierbar.

Der Anschlußstecker dient zusätzlich zu seiner Anschlußfunktion auch zugleich als Gehäu­ se für den Detektor, so daß die notwendige Anzahl von Komponenten verringert ist. Dies trägt gleichzeitig zur Kompaktheit und zur Vereinfachung der Montage bei. Das Steckerge­ häuse übt zugleich auch Abschirmfunktion aus, so daß die Möglichkeit der Fremdeinstreu­ ung von Hochfrequenzenergie auf die Detektorschaltung weiter verringert ist. Der Stecker kann ein beliebiger geeigneter Hochfrequenz-Stecker sein, dessen Innenraum ausreichend Platz zur Unterbringung der Leiterplatte bietet. Vorzugsweise wird aber ein BNC-Stecker verwendet, der üblicherweise für Koaxialkabel eingesetzt wird. Im vorliegenden Fall be­ wirkt der Stecker aber keine Durchleitung von Hochfrequenzenergie, sondern leitet die Hochfrequenzenergie lediglich in sein Inneres zur Detektorschaltung ein. Ausgangsseitig der Detektorschaltung und damit des Steckers wird lediglich das niederfrequente Detektor- Ausgangssignal herausgeführt. Der Stecker dient somit quasi als Schnittstelle zwischen hochfrequentem Eingangssignal und niederfrequentem Ausgangssignal. Gleichwohl kann der Stecker aus einer in großen Stückzahlen hergestellten Standardbaureihe bestehen.

Eine zuverlässige, im wesentlichen verlustfreie Energieführung vom Steckerstift zu der Lei­ terplatte läßt sich vorzugsweise durch direktes Anlöten des Stecker-Kontaktstifts an der Lei­ terplatte erreichen. Ggf. kann aber auch eine kurze Zuleitung zwischen dem Kontaktstift und der Leiterplatte vorhanden sein, was die räumliche Positionierungsfreiheit der Lei­ terplatte erhöht.

Die Leiterplatte wird vorzugsweise von der Rückseite her in das Steckergehäuse eingescho­ ben und stützt sich hierbei vorzugsweise an einer Innenschulter des Steckergehäuses, oder auch an einer in dem Stecker befindlichen Zwischenkomponente, ab. Das Steckergehäuse wird vorteilhafterweise durch eine rückseitige Verschlußmutter abgeschlossen, die auf oder in das Steckergehäuse auf- bzw. einschraubbar ist und in verschraubtem Zustand an der Leiterplatte anliegt und diese somit axial unverschieblich festlegt. Vorzugsweise wird die Leiterplatte hierzu mit mindestens einer seitlichen Stufe versehen, deren radial nach außen weisende Schulter als Anlagefläche für die Verschlußmutter dienen kann. Vorzugsweise ist hierbei im Auflagebereich der Verschlußmutter auf der Leiterplatte ein Massepotentialan­ schluß, vorzugsweise an mindestens einer der seitlichen Stufen der Leiterplatte, vorgese­ hen, der bei verschraubter Verschlußmutter mit dieser in direkter, elektrisch leitender Ver­ bindung steht. Hierdurch werden gleichzeitig die beiden Vorteile der mechanischen Fixie­ rung der Leiterplatte sowie der elektrischen Massekontaktierung der Leiterplatte erzielt.

Die Herausführung des Detektor-Signals erfolgt vorzugsweise über Signalleitungen, die vorzugsweise an der Stecker-Rückseite austreten. Es sind lediglich zwei Leitungen (Signal­ leitung und Masseleitung) erforderlich, die das binäre Detektor-Ausgangssignal (Hochfre­ quenzenergie vorhanden/nicht vorhanden) führen. Die Hochfrequenz-Detektorschaltung kann hierbei einen Spitzenwertgleichrichter und ein mit dessen Ausgang verbundenes, ober­ halb eines bestimmten Schwellwerts ansprechendes Schaltelement zur Erzeugung des binä­ ren Detektor-Ausgangssignals aufweisen, so daß eine einfache und dennoch zuverlässig ar­ beitende Schaltung bereitgestellt ist.

Die Leiterplatte ist vorzugsweise derart in dem Steckergehäuse eingeschoben, daß ihre Oberflächenebene parallel zur Stecker-Längsmittelachse verläuft. Dies erlaubt den Einsatz einer in ihrer Querabmessung verhältnismäßig kleinen, sich im wesentlichen in Längsrich­ tung erstreckenden Leiterplatte, die somit auch in Steckern mit kleinerem Innendurchmes­ ser unterbringbar ist. Alternativ kann die Leiterplatte auch querliegend angeordnet sein, derart, daß ihre Mittelebene rechtwinklig zur Stecker-Längsmittelachse verläuft, sofern der Stecker ausreichend Raum zur Verfügung stellt.

Mit der Erfindung wird somit ein sehr kompakt aufgebauter, einfach und kostengünstig herstellbarer Detektor für Hochfrequenzenergie geschaffen, der aufgrund der kleinen An­ zahl von Komponenten sehr verlustfrei arbeitet und sich somit durch hohe Empfindlichkeit auszeichnet. Der Detektor kann direkt mechanisch mit einem hinsichtlich der Hochfre­ quenzenergieerzeugung zu überwachenden Bauteils, z. B. eines Funkgeräts, verbunden wer­ den. In manchen Fällen kann auch die bloße räumliche Nähe zur Hochfrequenzquelle aus­ reichen und dennoch ein stabiles Detektor-Ausgangssignal erzeugt werden, das angibt, ob das überwachte Gerät gerade Hochfrequenzenergie erzeugt, z. B. sendet, oder nicht.

Der Detektor kann auch zum Detektieren des Empfangs von Hochfrequenzenergie durch ein Gerät, z. B. ein Funkgerät, eingesetzt werden, wobei der Kontaktstift zum Beispiel mit dem Antenneneingang verbunden sein kann.

Die Erfindung wird nachstehend eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. In der einzigen Fig. 1 ist eine Ausführungsform des Hochfre­ quenz-Detektors in auseinandergezogener Darstellung gezeigt.

Der Hochfrequenz-Detektor besteht hauptsächlich aus zwei Bauteilen, nämlich einem Hochfrequenz-Stecker 1 und einer Leiterplatte (Leiterplatine) 5. Der Stecker 1 ist beim vorliegenden Ausführungsbeispiel als BNC-Stecker ausgebildet und weist ein rohrförmiges, hohles Steckergehäuse 2 auf, das mit Innengewinde versehen ist und an der Vorderseite mit einem Bayonett-Anschlußring 3 zur mechanischen Ankopplung an die hinsichtlich der Hochfrequenzerzeugung zu überwachende, nicht dargestellte Einheit, ausgestattet ist. Der Stecker 1 weist zusätzlich noch eine rückseitige Verschlußkappe in Form einer Verschluß­ mutter 12 auf, die aus einem vorderen Gewindeabschnitt 13, der mit Außengewinde mit einem an das Innengewinde des Steckergehäuses 2 angepaßten Gewindedurchmesser verse­ hen ist, einem mittleren, durchmesserverringerten und zur Aufnahme einer nicht gezeigten, umlaufenden Dichtung ausgelegten Abschnitt 14 sowie einem Mehrkant-Kopf 15 zum Ver­ schrauben der Verschlußmutter 12 mittels eines Schraubwerkzeugs besteht. Die Verschluß­ mutter 12 ist mit einem axialen Durchgang für den Durchtritt der in das Innere des Steckergehäuses geführten Leitung, hier zweier Detektor-Ausgangssignalleitungen 11, ver­ sehen, die in abgedichteter Weise durch die axiale Öffnung hindurchgeführt sind. Der dar­ gestellte BNC-Stecker ist vorzugsweise für den Anschluß von Koaxialkabeln mit einem Durchmesser von ca. 5 bis 20 mm, vorzugsweise etwa 10 mm ausgelegt, wobei im vorlie­ genden Fall aber statt eines Koaxialkabels die dargestellte Leiterplatte 5 samt Signalleitun­ gen 11 eingesetzt wird.

Die Leiterplatte 5 weist eine maximale Breite auf, die gleich groß wie oder kleiner als der lichte Innendurchmesser des Steckergehäuses 2 ist, so daß die Leiterplatte 5 vollständig in das Innere des Gehäuses 2 in Stecker-Längsrichtung einschiebbar ist. Die Länge der Lei­ terplatte 5 ist kürzer als die axiale Lange des Innenraums des Steckergehäuses 2, so daß die Leiterplatte 5 im eingeschobenen Zustand vollständig im Steckergehäuse aufgenommen ist. Die Leiterplatte 5 weist hierbei abweichend von der üblichen, in Draufsicht recht­ eckigen Gestalt nach innen symmetrisch zurückspringende Schulterabschnitte 8 auf, so daß sich die dargestellte Form ergibt. Die Größe der Schulterabschnitte 8 ist derart bemessen, daß der rechts von den Schulterabschnitten 8 befindliche Teil der Leiterplatte 5 eine solche Breite besitzt, daß er in das Innere der Verschlußmutter 12 bei deren Einschrauben in das Steckergehäuse 2 eintreten kann. Die Schultern 8 ragen aber soweit nach außen, daß sie bei Einschrauben der Verschlußmutter 12 mit der Stirnkante des Gewindeabschnitts 13 in Eingriff treten. An den Schulterabschnitten 8 sind elektrisch leitende Kontaktstreifen 7 vor­ handen, die die Masseverbindung zwischen der Leiterplatte 5 und dem Hochfrequenz- Stecker 1 aufgrund des Kontakts zwischen den Kontaktstreifen 7 und der metallischen Ver­ schlußmutter 12 sowie dem metallischem Steckergehäuse 2 herstellen.

An der Vorderseite der Leiterplatte 5 ist mittig ein leitender Kontaktstift 3 vorhanden, der dem Innenleiter entspricht und direkt an der Leiterplatte angelötet sein kann, wobei er zur besseren mechanischen Kontaktierung rückseitig geschlitzt sein kann und mit diesem Schlitz auf die Leiterplatte aufgeschoben und in diesem aufgeschobenen Zustand verlötet ist. Es ist auch möglich, zwischen dem Kontaktstift 3 und der Leiterplatte 5 eine kurze elektrische Zuleitung vorzusehen, wobei der Kontaktstift 3 dann mechanisch in dem Steckergehäuse 2 gehalten ist. Der Kontaktstift 3 ist von einer isolierenden Buchse 4 umge­ ben, die den Kontaktstift 3 bei in das Steckergehäuse 2 vollständig eingeschobenem Zustand mechanisch radial fixiert (im Bereich des Bayonett-Anschlußteils 3) und auch eine elektrische Isolation gegenüber den metallischen Teilen des Steckergehäuses 2 sicherstellt.

Auf der Leiterplatte 5 ist eine schematisch dargestellte Hochfrequenz-Detektorschaltung 9 vorhanden, die die zum Detektieren der Hochfrequenzspannung am Steckereingang benö­ tigten elektrischen/elektronischen Bauteile enthält. Die Detektorschaltung 9 ist über ent­ sprechende Anschlußflächen 6 und 10 mit dem vorderseitigen Kontaktstift 3 bzw. den bei­ den Signalausgangsleitungen 11 verbunden. Die Detektorschaltung 9 enthält einen Spitzen­ wertgleichrichter, dessen Eingang an die Anschlußfläche 6 und damit an den Kontaktstift 3 angeschlossen ist und dessen Ausgang mit einem Schaltelement wie etwa einem Transis­ tor, einem Optokoppler oder einem mit einer Referenzspannung gespeisten Vergleicher verbunden ist. Das Ausgangssignal des Schaltelements wird über die Anschlußbahnen 10 auf die beiden Signalleitungen 11 gekoppelt, von denen die eine als Signalleitung und die andere als Null-Leiter dient. Wenn eingangsseitig keine oder nur eine äußerst schwache Hochfrequenzenergie am Kontaktstift 3 anliegt, schaltet das Schaltelement nicht durch, so daß ein Ausgangssignal Null erzeugt wird. Wenn jedoch eingangsseitig Hochfrequenzener­ gie detektiert wird, wird diese durch den Spitzenwertgleichrichter in eine der Amplitude der Hochfrequenzenergie entsprechende, im wesentlichen gleichförmige Spannung umge­ wandelt, die bei Überschreiten eines bestimmten Schwellwerts das Schaltelement zum Durchschalten bringt, so daß dann das Ausgangssignal "1" erzeugt wird. Die Detektor­ schaltung 9 erzeugt somit ein binäres Ausgangs-Schaltsignal mit einem von dem Vorhan­ densein bzw. Fehlen der Hochfrequenzeingangsenergie abhängigen binären Pegel.

Zur Montage des dargestellten Steckers wird bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel die Leiterplatte 5 mitsamt dem daran befestigten Kontaktstift 3 und der Buchse 4 sowie den angelöteten Signalleitungen 11 in ihrer Längsrichtung in Axialrichtung in das Steckerge­ häuse 2 eingeführt, bis ihre vordere Stirnfläche an der vorderen Innenwand bzw. einer ent­ sprechenden Schulter des Steckergehäuses 2 in Anlage kommt. In diesem Zustand ist der Kontaktstift 2 und auch mindestens ein Teil der Isolierbuchse 4 in das Innere des Bayonett- Anschlußteils 3 eingeführt, steht aber frontseitig nicht über dieses hinaus. Da die Leiter­ platte flach ausgebildet ist, kann sie in jeder beliebigen Winkelstellung in das Steckerge­ häuse 2 eingeführt werden. Es können jedoch auch Führungsrillen im Steckergehäuse 2 zur Codierung der Einschublage vorgesehen sein, so daß die Leiterplatte 5 nur in einer, oder einigen wenigen, bestimmten Orientierungslagen einschiebbar ist. Die Leiterplatte 5 kann in alternativer Ausgestaltung auch von einer eigenen, z. B. aus Kunststoff bestehenden, im Querschnitt kreisförmigen Buchse umgeben sein, die die Abstützung der Leiterplatte gegenüber dem Steckergehäuse 2 in allen Richtungen bewirkt und zugleich Schutzfunktion ausübt.

Wenn die Leiterplatte 5 vollständig in das Steckergehäuse 2 eingeschoben ist, wird die rückseitige Verschlußmutter 12 in das Steckergehäuse 2 eingeschraubt und gelangt hierbei mit der Stirnfläche ihres Gewindeabschnitts 13 in Anlage mit den Schulterabschnitten 8 und den Kontaktstreifen 7. Bei geringfügigem weiteren Einschrauben der Verschlußmutter 12 wird somit die Leiterplatte in axialer Richtung unverschieblich zwischen der vorderen Innenwand des Steckergehäuses 2 und der Stirnfläche der Verschlußmutter 12 festgelegt, wodurch auch eine Verdrehsicherung der Leiterplatte und damit des mit dieser verbunde­ nen Kontaktstifts 3 erzielt wird. Weiterhin wird durch die enge mechanische Anlage zwi­ schen den Kontaktstreifen 7 und der Stirnfläche der Verschlußmutter 12 zugleich eine Mas­ severbindung zwischen dem - mit den Kontaktstreifen 7 elektrisch verbundenen - Massean­ schluß der Leiterplatte 5 und dem metallischem Korpus des Hochfrequenz-Steckers 1 er­ zielt.

Alternativ kann die Verschlußmutter 12 auch als Überwurfmutter mit Innengewinde ausge­ staltet sein, die auf ein Außengewinde des Steckergehäuses 2 aufgeschraubt wird. In die­ sem Fall weist die Verschlußmutter 2 vorzugsweise noch einen Innen-Hohlzylinder auf, der auf die Kontaktstreifen 7 drückt. Es ist auch ausreichend, lediglich eine der Schultern 8 mit einem Kontaktstreifen 7 zu belegen. Desweiteren ist es möglich, die Leiterplatte 5 bei ausreichendem Innenraum des Steckergehäuses 2 auch quer einzulegen und die entspre­ chenden Anschlüsse zum Kontaktstift 3 und zur Masseverbindung durch entsprechende Zu­ leitungen herzustellen. Ferner ist es möglich, anstelle eines Bayonett-Anschlußteils 3 ein Schraubgewinde, eine Steckverbindung oder eine andersartige Verbindung zur Herstellung des elektrischen und mechanischen Kontakts mit dem zu überwachenden Bauteil vorzuse­ hen. Weiterhin kann der Stecker auch mit zwei oder mehr Kontaktstiften oder Kontakt­ buchsen für die Verbindung mit dem Hochfrequenz-Anschluß und dem Masseanschluß aus­ gestattet sein.

Claims (10)

1. Hochfrequenz-Detektor in Form eines Steckers (1) mit mindestens einem Kon­ taktstift (3), mit einer Hochfrequenz-Detektorschaltung (9), die auf einer Leiterplatte (5) angebracht ist, die direkt in dem Steckergehäuse (2) angeordnet ist und mit dem Kontakt­ stift (3) verbunden ist.

2. Hochfrequenz-Detektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stecker (1) ein BNC-Stecker ist.

3. Hochfrequenz-Detektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktstift (3) direkt, oder mittels einer Zuleitung, an der Leiterplatte (5) angelötet ist.

4. Hochfrequenz-Detektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte (5) in das Steckergehäuse (2) von der Rückseite her eingeschoben ist und vorzugsweise an einer Innenschulter oder einer Innenwand des Steckergehäuses (2), oder an einer in dem Steckergehäuse befindlichen Zwischenkompo­ nente, anliegt.

5. Hochfrequenz-Detektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekenn­ zeichnet durch eine rückseitige Verschlußmutter (12), die mit dem Steckergehäuse (2) ver­ schraubbar ist und in verschraubtem Zustand an der Leiterplatte (5) anliegt.

6. Hochfrequenz-Detektor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lei­ terplatte (5) mindestens eine quer zur Stecker-Längsrichtung verlaufende, seitliche Stufe (8) aufweist, an der die Verschlußmutter (12), vorzugsweise mit ihrer Stirnfläche, anliegt.

7. Hochfrequenz-Detektor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an zu­ mindest einer der seitlichen Stufen (8) ein Massepotentialanschluß, vorzugsweise in Form eines Kontaktstreifens (7), vorgesehen ist, der bei angeschraubter, aus leitendem Material bestehender Verschlußmutter (12) mit dieser in elektrisch leitender Verbindung steht.

8. Hochfrequenz-Detektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß von der Leiterplatte (5) Signalleitungen (11) abgehen, die zur Rück­ seite des Steckers (1) herausgeführt sind und das niederfrequente Detektorausgangssignal führen.

9. Hochfrequenz-Detektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochfrequenz-Detektorschaltung (9) einen Spitzenwertgleichrichter und ein mit dessen Ausgang verbundenes Schaltelement zur Erzeugung des Detektoraus­ gangssignals aufweist.

10. Hochfrequenz-Detektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte so orientiert ist, daß ihre Oberflächenebene parallel zur Längs-Mittelachse des Steckers (1) verläuft.