DE2345988C3 - Vielpoliger Diodenschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen vielpoligen Diodenschalter für hohe Frequenzen, bestehend aus einer der Anzahl der Schalterstellungen entsprechenden Zahl von parallelen Leitungszweigen, in deren Längszweig jeweils eine im Ruhezustand gesperrte Diode (Längsdiode) und in deren Querzweig jeweils eine im Ruhezustand durchgeschaltete Diode (Querdiode) angeordnet ist.

Eine solche Anordnung ist im wesentlichen durch die DT-AS 1 269 653 bekannt. Darin ist ein elektronisch steuerbares Tor für eine hochfrequente Spannung mit einer ersten, im Längszweig liegenden und einer zweiten, im Querzweig liegenden Diode beschrieben, wobei durch eine Steuerspannung bei durchlässigem Tor die erste Diode leitend und die zweite Diode nichtleitend und bei gesperrtem Tor die erste Diode nichtleitend und die zweite Diode leitend gesteuert ist.

Ferner ist eine solche Anordnung durch die US-PS 3 135 873 bekannt, die sich auf einen Meß- und Prüfapparat für die elektronische Prüfung einer Vielzahl von Signalkanälen bezieht.

Gemäß der Erfindung zugmndeliegenden Aufgabe, soll ein Diodenschalter der eingangs genannten Art dahingehend verbessert werden, daß er hohe Reflexionsdämpfungen und Sperrdämpfungen aufweist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung in der Weise gelöst, daß die Längsdioden sternförmig auf einer einseitig mit einer Massekaschierung versehenen Leiterplatte und die Querdioden und jeweils eine im Querzweig angeordnete, mit ihrem Eingang an Masse anschließbare und den betreffenden Leitungszweig durchschaltende Ansteuerschaltung für jeden Zweig getrennt auf einer Modulplatte angeordnet sind, die, sich an die jeweilige Längsdiode anschließend, um den Diodenstem herum in paralleler Lage zur Leiterplatte auf dieser aufgesetzt sind.

Durch die spezielle schaltungstechnische Ausbildung des erfindungsgemäßen Diodenschalters und dessen konstruktiven Aufbau, d. h. die spezielle Anordnung der Bauteile, wird eine gute Anpassung für den jeweils durchgeschalteten Weg und eine hohe Sperrdämpfung erreicht sowie ferner sichergestellt, daß keine störenden Schaltkapazitäten durch Stichleitungen auftreten und die gegenseitige Abschirmung der Leitungszweige gewährleistet ist

In vorteilhafter Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes ist vorgesehen, daß die Verbindung von den Dioden und von dem Schalteranschluß dienenden Verbindungselementen, beispielsweise Koaxialbuchsen, zu den Modulen wellenwiderstandsrichtig ausgeführt sind und daß die Sperrkapazitäten der Längsdioden und Restschaltkapazitäten durch die induktive Ausführung der Verbindung und gegebenenfalls durch eine zusätzliche Kompensationsspule zwischen Diodensternpunkt und dem betreffenden Anschlußelement kompensiert sind.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 das Prinzipschaltbild eines sechspoligen Diodenschalters,

Fig. 2 die Ansteuerschaltung eines Zweiges des Diodenschalters und

Fig. 3 in einer Draufsicht den konstruktiven Aufbau des Diodenschalters.

Der in Fig. 1 in einer Prinzipschaltung dargestellte sechspolige Diodenschalter enthält sechs parallele Leitungszweige 1, 2, 3, 4, 5, 6, die ausgangsseiiig miteinander verbunden sind. In jedem Leitungszweig ist eine Diode DIl, DIl, DlS, DU, DlS, D16 (Längsdiode) angeordnet, und an jedem der Leitungszweige ist ein Querzweig angeschlossen, der jeweils eine Diode DLl, DIl, D13, DIA, DlS und £26 sowie eine Ansteuerschaltung Sl, Sl, 53, 54, S5 und 56 enthält. Die Dioden DIl bis D16 und Ansteuerschaltungen 51 bis 58 der Querzweige sind innerhalb des strichpunktierten Kästchens angeordnet Zur gleichstrommäßigen Abtrennung der einzelnen Leitungszweige 1 bis 6 ist jeweils ein Kondensator Cl ... 06 vorgesehen. Ferner sind in den Leitungszweigen 1 bis 6 noch Kompensationsspulen Ll bis 16 eingefügt.

Weitere Einzelheiten und die Wirkungsweise der Ansteuerschaltung und des Diodenschalters werden anhand der Fig. 2 erläutert, in der ein Leitungszweig und der zugehörige Querzweig mit der Querdiode und der Ansteuerschaltung dargestellt sind. Die Ansteuerschaltung enthält die Transistoren Π, 72 und 73, von denen der Transistor 7Ί, der mit seiner Basis an Massepotential anschließbar ist, mit seinem Kollektoranschluß an die Basis des Transistors 72 und mit seinam Emitteranschluß an den Kollektor des Transistors 73 geführt ist, während die Transistoren 72 und 73 emitterseitig miteinander verbunden sind und ihre Kollektoranschlüsse über einen ohmschen Widerstand Ä13 und eine Drossel Dr an

die Längsdiode Oll bzw. über einen ohmschen Widerstand All an die Querdiode O21 geführt sind. Die Emitter der Transistoren 72 und 73 liegen auf einem positiven Potential von 5VoIt, an den Verbindungspunkt des Emitters des Transistors 71 mit dem Kollek- tor des Transistors 73 ist eine negative Spannung von -24VoIt angelegt

Im Ruhezustand ist der Transistor 72 'Steuertransistor) gesperrt Die durch den Transistor 73 durchgeschaltete +5 Volt-Beiriebsspannung erzeugt über den Widerstand All einen Durchlaßstrom in der Querdiode 021, welche die Signalader über den Kondensator CIl an Masse legt. Die Längsdiode Oll erhält über die Widerstände RU, Ä13 und die Drossel Dr Sperrpotential, wobei die erreichte Sperrdämpfung bei 5OdB liegt

Zum Durchschalten des Diodenschalters wird der mit der Basis des Transistors 71 verbundene Eingang 7 (Steuereingang) an Erdpotential gelegt Durch das Erdpotential wird jetzt der Transistor 72 leitend und 73 gesperrt Die durchgeschaltete +5 Volt-Spannung ruft über den Widerstand RU und die Drossel Dr in der Längsdiode Oll (der mit dem Punkt 0 verbundene Anschlußpunkt der Längsdiode liegt auf 0 Volt-Potential) einen Durchlaßstrom hervor. Über die Widerstände R14 und RIl wird an der Querdiode 021 die -24 Volt-Spannung sperrend wirksam. Somit wird also immer nur ein Weg des Diodenschalters, jeweils durch Anlegen von Erde an den betreffenden Steuereingang, durchgeschaltet

In Fig. 3 ist der konstruktive Aufbau des Diodenschalters dargestellt Die Dioden Oll ... 016 (Längsdioden) sind auf einer einseitig mit einer Massekaschierung versehenen Leiterplatte 37, die in einem stirnseitig mit Anschlußelementen in Form von Koaxialbuchsen 38 versehenen Gehäuserahmen 39 eingesetzt ist, etwa in deren Mitte sternförmig angeordnet. Dadurch ergeben sich besonders kurze Verbindungen vom Sternpunkt zu den Dioden und nahezu gleiche Wege für alle Leitungszweige. Die Querdioden DIl ... 026 und die Ansteuerschaltungen Sl . . . S6 sind für jeden Zweig getrennt auf einer Modulphtte 31, 32, 33, 34, 35, 36, beispielsweise als Dickfilmschaitungen aufgebracht, und die einzelnen Modulplatten 31 ... 36 sind um den Diodenstern herum in paralleler Lage zur Leiterplatte 37 auf dieser aufgesetzt Dadurch ergibt sich in Verbindung mit der einseitigen Massekaschierung der Leiterplatte 37 eine besonders gute Schirmwirkung. Die Verbindungen 40 von den Koaxialbuchsen 38 an der Stirnseite des Gehäuserahmens 39 zu den Modulen 31 ... 36 sind als Leitungen entsprechenden Widerstandes ausgebildet, die Verbindungen 41 von den sternförmig angeordneten Dioden Oll ... O16 zu den Modulen 31 ... 36 sind als gedruckte Leiterbahnen auf der Leiterplatte 37 aufgebracht Beide Verbindungen sind wellenwiderstandsrichtig ausgeführt, d.h. elektrisch gleiche Eigenschaften der verschiedenen Übertragungswege, ebenso die Durchgangs!eitung der Modulen. Bei den in gedruckter Technik ausgebildeten Leiterbahnen erfolgt dies in der Weise, daß durch verschiedene Länge der Leiterbahnen bedingte Unterschiede durch entsprechende Bemessung der Leiterbahnbreite ausgeglichen werden. Die Sperrkapazitäten der Längsdioden Oll ... 016 und noch verbliebene geringe Schaltkapazitäten werden durch die induktive Ausführung der Verbindung 43 und durch eine zusätzliche Kompensationsspule 44 zwischen Sternpunkt und der betreffenden Koaxialbuchse kompensiert. Kompensationsspulen Ll . . . L6 für jeden Leitungs/weig sind auf den einzelnen Modulen 31... 36 angeordnet.

Durch die spezielle Anordnung der Bauteile wird mit dem erfindungsgemäßen Diodenschalter erreicht, daß keine störenden Schaltkapazitäten durch Stichleitungen auftreten und die gegenseitige Abschirmung der Zweige gewährleistet ist. Außerdem wird eine gute Anpassung für den jeweils durchgeschalteten Weg und eine hohe Sperrdämpfung erreicht.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vielpoliger Diodenschalter für hohe Frequenzen, bestehend aus einer der Anzahl der Schalter-Stellungen entsprechenden Zahl von parallelen Leitungszweigen, in deren Längszweig jeweils eine im Ruhezustand gesperrte Diode (Längsdiode) und in deren Querzweig jeweils eine im Ruhezustand durchgeschaltete Diode (Querdiode) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsdioden sternförmig auf einer einseitig mit einer Massekaschierung versehenen Leiterplatte und die Querdioden und jeweils eine im Querzweig angeordnete, mit ihrem Eingang an Masse anschließbare und den betreffenden Leitungszweig durchschaltende Ansteuerschaltung Dr jeden Zwsig getrennt auf einer Modulplatte angeordnet sind, die, sich an die jeweilige Längsdiode anschließend, um den Diodenstem herum in paralleler Lage zur Leiterplatte auf dieser aufgesetzt sind.

2. Diodenschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung von den Dioden und von dem Schalteranschluß dienenden Verbindungselementen, beispielsweise Koaxialbuchsen, zu den Modulen wellenwiderstandsrichtig ausgeführt sind.

3. Diodenschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrkapazitäten der Längsdioden und Restschaltkapazitäten durch die induktive Ausführung der Verbindung und gegebenenfalls durch eine zusätzliche Kompensationsspule zwischen Diodensternpunkt and dem betreffenden Anschlußelement kompensiert sind.

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