DE2356582A1

DE2356582A1 - Rc-netzwerk

Info

Publication number: DE2356582A1
Application number: DE2356582A
Authority: DE
Inventors: Donald Richard Brown; Jun Otto Tom Masopust; James Franklin Stoltz
Original assignee: Western Electric Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1972-11-16
Filing date: 1973-11-13
Publication date: 1974-05-22
Also published as: CH572294A5; US3786322A; IT996968B; JPS557939B2; JPS4981864A; BE807298A; GB1438700A; FR2207342A1; CA977846A; FR2207342B1

Description

BLUMBACH ■ WEi3ER - BEF .GEN & KRAMER

PATENTANWÄLTE ¹M VVtESBA^EIi JND MÜNCHEN 2356582

DiPL-ING. P- C-. BLUMBACH · DÜ'L.-PHYS. Or. W. WESER . DiPL-ING. DR. JUR. P. BERGEN DIPL-ING. R. KRAMER

WIESBADEN · SONNENBtRGER STRASSE 43 . TEL. (0il21) 552943, 5619% MÖNCHEN

WESTERNELECTRiCCOMPANY · Brown 14-4-8 - 307

Incorporated

RC-Netzwerk .

Die Erfindung betrifft ein RC-Netzwerk mit

einem ersten und zweiten Band aus dielektrischem Material,

die einander überlappend aufgewickelt sind, einer ersten und zweiten leitenden Metallschicht, die an die erste Seife des ersten bzw. zweiten df elektrischen Bandes angrenzen und durch das dielektrische Band voneinander" getrennt sind, und

einem ersten und zweiten elektrischen Kontakt, die mit der ersten bzw. zweiten Metallschicht verbunden sind.

Konfakfschutznetzwerke aus diskreten Kondensatoren und Widerständen in Reihenschaltung verhindern sehr wirksam, daß Re laiskontakfe erodieren. Die Konfaktsehutznefzwerke werden an die beiden Enden einer Relaispule angeschlossen

409821/0870

und absorbieren bzw. zerstreuen, sobald sich Kontakte in der Spulenleitung öffnen, um die Relaisspule zu entregen, die Energie des zusammenbrechenden Spulenfeides, um einen übermäßig hohen Spannungsanstieg an den Kontakten zu verhindern, der, bliebe er ungedämpft, einen Abreißfunken hervorgerufen würde.

Alternativ dazu kann das Netzwerk die Refaiskontakte auch direkt überbrücken und leitet,, v/enn sich d\e Kontakte öffnen, die Energie des zusammenbrechenden Spufenfeldes um die Konfakte herum, bis der Abstand zwischen ihnen ausreichend groß ist, und schon deshalb keine Abreißfunken mehr entstehen.

Relaisspulen, die in elektronischen Schaffungen verwendet werden, werden oft in einem Metallgehäuse oder Spalenfopf untergebracht, um die elektronischen Schaffungen vor Störungen zu schützen, die durch zusammenbrechende Spulenfelder entstehen. Wenn ein RC-Netzwerk parallel an die Relaisspufe geschaltet werden soll, ist es zweckmäßig, Netzwerk und Relaisspule gemeinsam in dem Metallgehäuse unterzubringen, so daß beide ein einziges oder bFockfönmiges elektronisches Bauteil bilden, in einem solchen Fall soHfe das RC-Netzwerk

409821/0870

so klein wie möglich sein, damit es leichter mit den Spulenanschlüssen verbunden werden kann, die.normalerweise dichtauf der Spulenbasis beieinander liegen, und dpmit die Größe des Mstal!gehäuses, in das Spule und Netzwerk eingebaut werden, so klein wie möglich gehalten werden kann.

Ein derzeit verwendeter RC-Netzwerktyp mit geringen äußeren Abmessungen ist ein aus Metall beschichtetem Papier oder Metall beschichteter Plastikfoiie einheitlich aufgewickeltes RC-Netzwerk, das ähnlich-wie Kondensatoren ausgeführt ist, die aus Meta 11-beschichtetem Papier und Metal !-beschichteter Plastikfolie aufgewickelt sind. Man erhält den Widerstand und die Kapazität solcher RC-Netzwerke, indem man die Enden der Metallschichten mit elektrischen Kontakten versieht, statt, wie das bei reinen Kondensatoren der Fall ist, eine maximale Fläche ouf einer Seite jeder Metallschicht zu kontaktieren. Die Metal !schichten der befrachteten Netzwerke werden mit Einlegeansehlüssen kontaktiert, d.h. mit Anschlüssen, die Ober die äußersten Msta11schichtenden gelegt werden. Solche Kontakte erfassen jedoch einen sehr kleinen

409821/0870

Bereich der dünnen Metallschichten und schmelzen oft, wenn das Netzwerk hohen Strom impulsen ausgesetzt ist, wodurch der Stromkreis unterbrochen und das Netzwerk unbrauchbar wird.

Ein weiterer Nachteil dieser Netzwerke besteht darin, daß ihr Widerstand im Vergleich zu ihrer Kapazität klein ist. Das ist der Fall, weil die Kapazität von der gesamten Überlappungsfläche der Metallschichten und den Eigenschaften der dazwischen angeordneten dielektrischen Schichten abhängt, während der Netzwerkwiderstand von der Länge und dem Widerstand pro Längeneinheit der MetaI!schichten abhängt. Bei konventionellen Netzwerken ist der Widerstand pro Längeneinheit der Metallschichten normalerweise klein, weil die Leiterbahn die ganze Brette der Meta IJ schicht einnimmt. Die Länge dieser Metallschicht ist normalerweise gering, weil sie vom gewünschten
Kapazitätswert abhängt.

Die erfindungsgemäße Aufgabe besteht darin, diese Nachteile zu beheben.

Zur Lösung der Aufgabe geht die Erfindung von einem RC-Netzwerk der eingangs genannten Art aus und ist dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Metallschicht je eine erste und zweite meanderförmige Leiterbahn aufweist, die längs des ersten bzw. zweiten Bandes vor- und zurückverläuft, und daß der erste und zweite elektrische Kontakt je nur ein Ende der ersten bzw* zweiten Leiterbahn berührt.

Die Erfindung wird nachstehend in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen detailliert beschrieben. Die Zeichnungen zeigen;

Fig. 1 den Verlauf der Leiterbahnen auf jedem der

beiden Bänder aus dielektrischem Material, die zur Herstellung eines erfindungsgemäßen C-Netzwerkes verwendet werden,

Fig. 2 eine teilweise Vorderansicht einer Einrichtung,

mit deren Hilfe erfindungsgemäße RC-Netzwerke hergestellt werden,

409821/0670

Fig. 3 die Struktur eines mit der Einrichtung in FSg. 2

hergestellten RC-Netzwerkes,

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines RC-Netz

werkes mit daran vorgesehenen elektrischen AnschlUssen und

Fig. 5 ein Ersatzschaltbild des in der Fig. 4abgebil- .

deten RC-Netzwerkes.

Ein erfindungsgemäßes RC-Netzwerk wird hergestellt, indem eine erste Leiterbahn, die an eine Seite eines ersten Bandes aus isolierendem Material angrenzt, und eine zweite Leiterbahn, die an eine Seite eines zweiten Bandes aus isolierendem Material angrenzt, gebildet werden. Jede Leiterbahn verläuft längs dem ihr zugeordneten Band mä anderform ig vor und zurück. Die Bänder aus isolierendem Material und die Leiterbahnen werden dann dergestalt in Windungen aufgerollt, daß'sich das isolierende Material zwischen der ersten und zweiten Leiterbahn befindet und ein elektrischer Anschluß je ein Endteil der Leiterbahnen

409821/0870

kontäktiert.

Ein RC-Netzwerk mit dem Widerstandswert R und dem Kapazitätswert C wird vorzugsweise aus einem ersten und zweilen Netzwerk bildenden Band hergestellt, die beide Folien aus dielektrischem Material mit je einer an eine Folienseite angrenzenden Metallschicht sind, indem zunächst die Länge jedes der Netzwerk bildenden Bänder bestimmt wird, die nötig ist, wenn die Bänder mit vorgegebener Metallschichtbreife und vorgegebenen Eigenschaften des dielektrischen Materials einander überlappt werden, um einen Kondensator zu bilden, der im ungewickel-

ten Zustand die Kapazität ~- hat. Danach wird die Metallschicht auf jedem der Netzwerk bildenden Bänder längs einer Vielzahl von räumlich abgesetzten Abtragungswegen oder -streifen, die im wesentlichen parallel zu den Längskanten der Bänder verlaufen und wechselweise an einem ersten Metal !schichtende beginnen, dann aber vor Erreichen des anderen Endes aufhören, bzw. abgesetzt von dem ersten MetaI!schichtende beginnen und dann mit dem anderen Ende der Metallschicht abschließen. Die stehengebliebene Metallschicht

40982170870

bildet auf jedem der Bänder eine Leiterbahn, welche längs des ihr zugeordneten Bandes mäanderförmig vor- und zurückverläuft und zwischen ihren Enden den Widerstand R aufweist. Die ersten und zweiten Netzwerk-bildenden Bänder werden dann einander überlappend angeordnet, so daß das dielektrische Mde rial eines der Bänder zwischen der Metallschicht dieses Bandes und der Metallschicht des anderen Bandes liegt, und es werden die sich überlappenden Bänder zu einem Bandwickel oder einer Netzwerkrolle aufgerollt. Daraufhin wird auf einem Endteil jeder der beiden Leiterbahnen ein elektrischer Kontakt gebildet. Wenn ein Signal an die kontaktierten Endteile der Leiterbahnen angelegt wird, zeigt das so hergestellte Netzwerk einen Widerstand R und eine Kapazität, die im wesentlichen gleich C ist.

Das erfindungsgemäße RC-Netzwerk wird aus den beiden in der Fig. 1 dargestellten, netzwerkbildenden Bändern 12 und 16 hergestellt. Das Band 12 setzt sich aus einer Folie 20 aus dielektrischem Material und einer leitenden Metallschicht 24 zusammen, die an eine Folienseite angrenzt. Das Band 16 setzt sich aus einer Folie 28 aus dielektrischem Material

409821/0870

und einer leitenden Metalischicht 32 zusammen, die an eine Folienseite angrenzt. Die dielektrischen Folien 20 und 28 können aus Papier oder Plastik wie etwa Polycarbonat, Polystyren oder Polyester sein. Doch kann auch irgendein flexibles dielektrisches Material verwendet werden. Die Metallschichten 24und 32 können aus irgendeinem leitfähigen Material wie etwa Aluminium, Silber, Zink oder Legierungen davon bestehen. Die leitenden Metallschichten 24.und 32 werden vorzugsweise auf die ihnen zugeordneten dielektrischen Folien aufgebracht, indem die eine Seite dieser Folien mit Metall beschichtet wird, das aus der Dampfphase niedergeschlagen oder aufgestäubt wird. Davon wird bei der weiteren Beschreibung der Erfindung ausgegangen. Doch können die Metallschichten auch auf die dielektrischen Folien aufgebracht werden^ indem ein Metallfolienstreifen auf die dielektrische Folie gel egt wird, ohne daß die Oberflächen zusammenhaften.

Normalerweise ist der Widerstand über die gesamte Breite der

409821/0870

beiden Metal !schichten 24 und 32 klein. Um ihn zu erhöhen, wird die Metallschicht auf Jedem der Bänder 12 und 16 längs einer Viel-

zciil von geraden, räumlich voneinander abgesetzten Abtragungs-Streifen entfernt·, die im wesentlichen parallel zur Bandlänge verlaufen. Wie gezeigt wird, wurde eine erste Vielzahl von alternierend an- bzw. abgesetzten Wegen oder Abtragungsstreifen 36 aus den Metallschichten 24 und 32 entfernt, die an einem ersten Ende 40 dieser Meta 11 sch ich ten beginnt und aufhört, ehe ein zweites gegenüberliegendes Ende 48 derselben erreicht wird. Außerdem wurde eine zweite Vielzahl von alternierend angesetzten bzw. abgesetzten Abtragungsstreifen 44 aus den Metal I-schichten 24 und 32 entfernt, die abgesetzt vom ersten Ende der beiden Metal !schichten beginnt und im zweiten Ende 48 derselben ausläuft« Die auf beiden Bändern stehenbleibende Metallschicht bildet - oder ist geformt als - eine Leiterbahn, die in Längsrichtung der Streifen mäanderförmig vor- und zurückverläuft. Die Metallschicht 24 des Bandes 12 bildet eine mäanderförmige Bahn, die parallel zu einer ersten Längskante 52 des Netzwerk-bildenden Bandes 12 beginnt und

409821/0870

-n-

parallel zu einem an eine zweite Längskante 60 des Bandes 12 angrenzenden Gebiet oder Randstreifen 56, wodas dielektrische Material unbeschichtet ist, ausläuft. Die Metallschicht 32 des Bandes 16 bildet eine mäanderförmige Leiterbahn, die parallel zu einer ersten Längskante 64 des Netzwerk-bildenden Bandes 16 beginnt und parallel zu einem an die zweite Längskante 72 angrenzenden Gebietes oder Randstreifen 68, wo das dielektrische Material unbeschichtet ist, ausläuft.

Also wurde der Metallschichtwiderstand über die gesamte Bandbreite durch mäanderförmig in Längsrichtung der Bänder 12 und 16 vor- und zurückverlaufende Metallstreifen erhöht, indem man Metall längs der Streifen 36 und 44 abtrug. Der Widerstand R, der in den Metallschichten stehengebliebenen Leiterbahn ist gleich pL/wt, wobei ρ der spezifische Widerstand der Metallschicht in Ohmmetern, L die Leiterbahnlänge in Metern, w die Leiterbahnbreite in Meter und t die Leiterbahndicke in Meter ist. Obwohl die Leiterbahnbreite w abnahm, wurde die Länge L der beiden Metallschichten größer, weil man mäanderförmige Leiter-

409 8-21/0870

bahnen in den Metal !schichten stehenließ. Aus der Gleichung R = pL/wt geht hervor, daß, wenn L wächst und w abnimmt, während ρ und t konstant bleiben, R größer werden muß.

Die Streifen oder Wege 36 und 44, die aus den Metal !schichten entfernt werden, sind vorzugsweise sehr schmal, so daß die stehenbleibende Metallschichtoberfläche nur unwesentlich kleiner wird. Wenn die Netzwerk-bildenden Bänder 12 und 16 einander so überdecken, daß die dielektrische Schicht des einen Bandes zwischen seiner eigenen Metallschicht und der des anderen Bandes liegt, ist die Kapazität zwischen diesen beiden Metallschichten im wesentlichen gleich der Kapazität, die auftreten würde, wenn keine Metallschichtstreifen entfernt worden wären, und es ist nur eine minimale Bandlänge erforderlich, um einen gewünschten Kapazitätswert zu erhalten.

Die Netzwerk-bildenden Bänder 12 und 16 werden mit Hilfe der in der Fig. 2 dargestellten Einrichtung gemeinsam aufgewickelt, damit auf diese Weise ein rundenförmig angeordnetes

409821/0070

Netzwerk entsteht. Wie die Fig. 2 zeigt, wird das Band 12, von dem noch keine Metal I schichtstreif en entfernt sind, von der Vorratstrommel 76 aus über die Ablenkrolle 80, die nichtleitende Ablenkrolle 84 und durch die beiden nichtleitenden Ablenkrollen 88 und 92 zur Welle 96 geführt und dort aufgewickelt. Ganz ahnlich wird das Band 16, von dem ebenfalls noch keine Metallschichtstreifen entfernt sind, von der Vorratstrommel 100 aus über die nichtleitende Ablenkrolle 104, die Ablenkrolle 108 und durch die beiden Ablenkrollen 88 und 92 zu der Welle 96 geführt und dort aufgewickelt. Die beiden auf der Welle 96 aufgewickelten Bänder überdecken einander so, daß die dielektrische Schicht des einen Bandes zwischen den MetaI!schichten 24 und 32 der beiden Bänder liegt und diese elektrisch isoliert. Ein elektrischer Kontakt zwischen den beiden erwähnten Metallschichten würde das aus den beiden Bändern rollenförmig aufgewickelte Netzwerk unbrauchbar machen. Wie die Fig. 3 zeigt, werden die Bänder 12 und 16 etwas gegeneinander versetzt, so daß der Randstreifen 56 des Bandes 12 unter der Metallschicht 32 des Bandes 16 und der Randstreifen 68 des Bandes 16 über der Metallschicht 24 des Bandes 12 liegt. Dadurch geht man sicher, daß keine zufälligen

409821/0870

elektrischen Kontakte zwischen den beiden Metallschichten 24 und 32 auftreten und kann, was nachstehend noch näher erläutert wird, mit den Metallschichten der Netzwerk-bildenden Bänder leichter eine Verbindung herstellen.

Um die Metallschicht längs Streifen oder Wegen parallel zur Bandlänge der Bänder 12 und 16 zu entfernen, ist eine Vorrichtung 112 zum Abtragen von Metallstreifen aus der Metallschicht des Banc'ss 12 und eine Vorrichtung 116 zum Abtragen von Metallstreifen aus der Metallschicht des Bandes 16 vorgesehen, bei denen es sich entweder um Läser- oder Elektrcnenentladungsvorrichtungen mit genügender Energieabstrahlung zum Durchschneiden der Metallschichten und Abtragen von Metallstreifen handeln kann, die jeweils so angeordnet sind, daß sie einen oder mehrere Strahlenbündel auf die Metallschicht der ihnen zugeordneten Bänder werfen. Alternativ dazu können die Vorrich-,tungen 112 und 116 Vorrichtungen zum mechanischen Schneiden von Metall sein, die so angeordnet sind, daß sie längs eines oder längs mehrerer Wege Metall abtrennen oder entfernen. Wenn die Bänder gemeinsam auf der Welle 96 aufge-

409821/0870

-15-¹

wickelt werden und dabei die Vorrichtungen 112 und 116 passieren, tragen diese Vorrichtungen in der beschriebenen Weise Metall und bilden in Längsrichtung der Metal !schichten einen oder mehrere Streifen, aus denen das Metall entfernt ist. Jede der Vorrichtungen 112 und 116 kann aus einer Vielzahl von Laser- oder Elektronenentladungsgeräten bzw. einer Vielzahl von Vorrichtungen zum mechanischen Schneiden von Metall bestehen, die einzeln betätigt werden können, um ein ausgewähltes Metallmuster aus den Metal !schichten zu entfernen. D.h., daß die Vorrichtungen 112 und 116 längs alternierender Wege selektiv Metallstreifen abtragen, indem am ersten Ende 40 der betrachteten Bänder 12 und 16 mit dem Abtrag begonnen und dieser noch vor dem zweiten Ende 48 der Bänder abgebrochen wird, bzw. indem abgesetzt vom ersten Ende 40 mit dem Abtrag begonnen und dieser bis zum zweiten Ende 48 der Bänder fortgesetzt wird. D.h., daß die Vorrichtungen 112 und 116 eine ungerade Zahl von Metallstreifen entfernen können, die, von einer ersten Längsseite jedes Bandes aus gezählt, an einem ersten Metallschichtende beginnen und aufhören, ehe sie das zweite, entgegengesetzte Metallschichtende erreichen, und die, ebenfalls von der ersten Längsseite jedes Bandes aus gezählt,

409821 /0870

abgesetzt vom ersten Metallschichtende beginnen und aufhören, wenn sie das zweite, entgegengesetzte Metallschichtende erreichen.

Nachdem die Netzwerkrolle aufgewickelt ist, werden die Kontaktstücke 120 bzw. 124 an ihre beiden Enden angebracht und dort mit }e einem Endteil einer der beiden Meta 11 sch ich ten verbunden. Das elektrische Kontaktstück 120 steht längs der Kante 64 des Bandes 16 mit einem Endteil der Metallschicht 32 und das elektrische Kontaktstück 124 längs der Kante 52 des Bandes 12 mit einem Endteil der Metallschicht 24 in Eingriff. Die elektrischen Kontakte können auch in flüssiger Form auf die Enden der Netzwerkrol Ie aufgesprüht werden. Das geschieht mit Hilfe eines bekannten Gerätes, das hier nicht eigens dargestellt ist. Wegen der Position der Randstreifen 56 und 68 und der gegenseitig versetzten Bänder 12 und 16, dargestellt in der Fig. 3, tritt an jedem Ende der Netzwerkrolle eine andere und nur eine der Metallschichten 24 oder 32 hervor. Es wird dadurch leichter, zwischen den betrachteten Kontaktstücken und den Endkanfen einer auf jeder Netzwerkrollenseite jeweils anderen Metallschicht sichere elektrische Übergänge zu schaffen, ohne daß die beiden Metallschichten miteinander kurzgeschlossen werden. Aus jedem der beiden Kontaktstücke 120 bzw.

409821 /0870

124 sind die Leitungsstücke 128 bzw. 132 herausgeführt.

Jedes der beiden Kontaktstücke 120 bzw. 124 kontaktiert die Endkante je einer anderen Metallschicht 24 bzw. 32 längs eines Koritaktweges, der im wesentlichen gleich der gesamten Länge der Netzwerk-bildenden Bänder ist. Davon unterscheiden sich RC-Netzwerkkontakte, die nur ein sehr kleines Gebiet an einem Ende jeder der Metal !schichten kontaktieren. Für das erfindungsgemäße Netzwerk ist ein Stromübergang vorgesehen, der nicht leicht wggschmilzt und durch Kontaktieren einer nennenswerten Kantenlänge je Dünnmetal!schicht gebildet wird. Die Fig. 5 zeigt das Ersatzschaltbild der in der Fig. 4 dargestel Iten vollständigen Netzwerkrolle. In diesem Ersatzschaltbild sind Kondensatoren und Widerstände in Reihenschaltung dargestellt, die jeweils einem Stück der einander überlappenden Metallschichten 24 und 32 zwischen den Kontaktstücken 120 und 124 entsprechen. Die daraus hergestellte - Netzwerkrolle oder Schaltung bildet ein RC-Netzwerk mit einem Widerstandswert, der groß gegen den Kapazitätswert ist. Wie schon festgestellt wurde, ist das der Fall, weil der Wide/stand des

409821/0870

Netzwerkes entsprechend der Anzahl und Länge der auf den betrachteten Metal !schichten entfernten Streifen 36 und 44 ansteigt, während die Kapazität des Netzwerkes bei überschmalen, aus den Metallschichten entfernten Streifen 36 und 44 im wesentlichen unverändert bleibt.

Beim erfindungsgemäßen Netzwerk mit verteilten Parametern kann leicht ein Widerstands-/Kapazitätsverhältnis von 1,0 oder darüber eingestellt werden, wobei R der Widerstandswerte des Netzwerkes in Ohm und C die Kapazität des Netzwerkes in Mikrofarad ist. Das unterscheidet sich wesentlich von den Widerstands-/Kapa zitätsverhältnissen bekannter Kondensatoren, bei denen es nötig isf, den Kapazitätswert gegenüber dem eingeprägten Widerstandswert zu maximieren, damit sich ein Widerstands-/Kapazitätsverhälrnis einstellt, das generell kleiner als 0,1 ist.

Der Kapazitätswert des Kondensators wird festgelegt durch:

(1) den Überlappungsgrad der Metallschichten 24 und 32,

(2) die Länge der einander überlappenden Metallschichten,

409821/0870

(3) die dielektrische Konstante der dielektrischen Materialien 20 und 28, (4) die Dicke der dielektrischen Materialien 20 und 28. Es soll festgehalten werden, daß die Punkte (1) und (2) zusammengenommen die effektive Plaftenfläche des Kondensators festlegen. Wenn, wie bereits zuvor erwähnt wurde, die entfernten Metallschichtstreifen extrem schmal sind, so daß die" effektive Plattenfläche des Kondensators nicht wesentlich kleiner wird, dann ist der Kapazitätswert des in dieser Weise hergestellten Netzwerkes im wesentlichen gleich dem Kapazitätswert, der auftreten würde, wenn überhaupt keine Metallstreifen aus den Meta 11 sch ich ten abgetragen würden, um den Widerstand zu bilden, und das betrachtete Netzwerk ist für einen vorgegebenen Kapazitätswert minimal bemessen.

Der Wert des Widerstandes wird außer durch den spezifischen Widerstand, die Breite und Dicke der stehengebliebenen Leiterbahnen auch durch deren Länge bestimmt. Deshalb ist es durch geeignete Wahl der dielektrischen Materialien und ihrer Dicke des spezifischen Widerstandes, der Dicke, Länge und Breite der Metallschichten, die Anzahl und Länge der

A09821/0870

aus den MetaI!schichten entfernten Metallstreifen, etc möglich, ein RC-Netzwerk mit einem im voraus gewählten Kapazitätsund Widerstandswert zwischen den Endkontakten dieses Netzwerkes zu erhalten.

Man nehme beispielsweise an, es werde gewünscht, das erfindungsgemäße RC-Netzwerk mit einem im voraus gewählten Kapazitätswert C, und Widerstandswert R. herzustellen. Für ein spezielles Netzwerk bildendes Band sind die Breite, Dicke und der spezifische Widerstand der Metallschicht sowie die Dicke und die dielektrische Konstante des dielektrischen Folienmaterials bekannt. Wenn die Metallschichfbreite sowie die Dicke und dielektrische Konstante des dielektrischen Materials gegeben sind, kann die Länge jedes der beiden Netzwerk-bildenden Bänder, die erforderlich ist, um in einem aufgewickelten Netzwerk den Kapazitätswert C. zu erhalten, leicht bestimmt werden. Mit der ermittelten Bandlänge und den vorgegebenen Metallschichtdaten wie spezifischer Widerstand, Dicke und Breite kann dann die Anzahl und die Länge der Metallschichtstreifen leicht bestimmt werden, die je Band entfernt werden müssen, um in dem aufgewickel-

4ÖS821/0870

ten Netzwerk den Widerstandswert R. zu erhalten. D.h., daß die Anzahl und Länge der Metallschichtstreifen, die von jedem der beiden Netzwerkbänder entfernt werden müssen, um eine mäanderförmige Leiterbahn mit einer speziellen Länge und einem speziellen Widerstand pro Längeneinheit zu bilden und in dem aufgewickelten Netzwerk den Widerstandswert R. zu erhalten, leicht bestimmt werden kann. Das Netzwerk mit dem im voraus bestimmten Kapazitätswert C. und Widerstandswert R₁ kann dann hergestellt werden, indem die erforderlichen Bandlängen der betrachteten Bander gemeinsam aufgewickelt werden, während gleichzeitig die MetaNschichtstreifen in verlangter Anzahl und Länge entfernt werden, und indem anschließend ein elektrisches Kontaktstück sowie ein aus diesem Kontaktstück herausgeführtes Leiterstück an jedes der beiden Enden der gebildeten Netzwerkrolle angebracht werden.

Es soll festgehalten werden, daß der Widerstand zwischen den Enden jeder der in den Metallschichten gebildeten Leiterbahnen den Wert R. hat. Wenn mann jedoch, wie das bei dem betrachteten Netzwerk der Fall ist, nur je ein Ende der beiden Leiterbahnen mit einem elektrischen Anschluß versieht, dann beträgt

409821/0870

' " -22-

der Widerstandswert jeder Leiterbahn R,/2, weil die Elektronen eine mittlere Bahnlänge (Widerstandsströcke) durchlaufen, die nur gleich der halben Gesamtleiterbahn ist. In dem betrachteten Netzwerk wirken die Widerstände der Leiterbahnen wie Reihenwiderstände und bilden den Gesamtwiderstand R. „■ Es soll ferner festgestellt werden, daß die Gesamtkapazität der beiden einander überdeckenden/ aber nicht aufgewickelten Metallschichten C,/2 beträgt. Dagegen ist die Gesamtkapazität der einander überdeckenden und außerdem aufgewickelten Schichten C, weil sich die wirksame Fläche der aufgewickelten Metallschichten verdoppelt.

Bei einem anderen Herstellungsverfahren für RC-Netzwerke, deren Parameter wie gewünscht eingestellt werden sollen, werden entsprechend dem bereits zuvor erwähnten Lösungsweg zuerst die für jedes der beiden Bänder erforderliche Länge sowie die erforderliche Anzahl und Länge der von den Metallschichten abzutragenden MetalIschichtstreifen bestimmt, um den gewünschten Kapazitäts- und Widerstandswert zu erhalten. In diesem Fall werden die beiden Bänder schon beim Aufwickeln auf die Welle 96 von einer nicht dargestellten Brückenschaltung 409821/0870

überwacht, deren Sonden 136 und 140 den wachsenden Kapazitätswert, der sich aus den beiden Bändern bildenden Netzwerkrolle abtasten, und werden gleichzeitig die Vorrichtungen 112 und betätigt, die im oben angedeuteten ,Umfang Metallstreifen von den Metallstreifen von den Metallschichten 24 und 32 der Bänder 12 und 16 abtragen. Während die auch als Netzwerk bezeichnete Netzwerkrolle aufgewickelt wird, kontaktiert aie Abtastsonde 136 die Metallschicht 24 des Bandes 12 über einen leitenden Außenring 144 der Ablenkrolle 80, der durch den Ring 152 aus Isolationsmaterial elektrisch von der Innenrolle-148 abgetrennt wird. Gleichzeitig kontaktiert die Abtastsonde 140 die Metallschicht 32 des Bandes 16 über einen leitenden Außenring 156, der Ablenkrolle 108, der durch den Ring 164 aus Isolationsmaterial elektrisch von der Innenrolle 160 abgetrennt wird. Wenn die Brückenschaltung über ihre Sonden 136 und 140 den gewünschten Kapazitätswert feststellt, wird das Aufwickeln der Netzwerkrolle beendet. Wenn man nun voraussetzt, daß die Eigenschaften der von den Vorratstrommeln 76 und 100 abgespulten dielektrischen Folien und MetaIlschichten im wesentlichen über die ganze Länge des aufspulbaren Bandmaterials konstant bleiben, hat das auf.der

409821 /0870

WeIIe 96 aufgewickelte RC-Netzwerk, das nicht mehr weiter aufgerollt wird, sobald der gewünschte Kapazitätswert festgestellt ist, ebenfalls den gewünschten Widerstandswert. In dieser Weise können weitere RC-Netzwerke nacheinander mit der in der Fig. 2 dargestellten Anordnung aufgewickelt werden, bis die gewünschten Parameter eingestellt sind, indem nur noch der Kapazitätswert jedes Netzwerkes gemessen wird, das gerade aufgewickelt wird.

Die Impedanz eines erfindungsgemäß hergestellten RC-Netzwerkes kann durch die Beziehung

Z= R -{/2 ff fC

ausgedrückt werden, wobei R bzw. C der Widerstands- bzw. der Kapazitätswert des Netzwerkes sind und f die Frequenz des an die elektrischen Anschlüsse des Netzwerkes angelegten Signales ist. Aus der Beziehung

Z = R - i/2 ff fC

ist zu entnehmen, daß die Reaktanzkomponente j/2iyfC bei wachsender Signalfrequenz gegen Null geht und die Impedanz bei irgendeiner Frequenz f. im wesentlichen gleich R wird. Danach bleibt die Netzwerkimpedanz für alle Frequenzen,

409821/0870

-25-die größer als f^ sind, im wesentlichen kpnstqnt und gleich R.

Obwohl nur ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel detailliert beschrieben wurde, kann der Fachmann verschiedene andere Modifikationen und Ausführungsbeispiele entwerfen und beschreiben, ohne von Sinn und Umfang der Erfindung abzuweichen. Obwohl z.B. ausgesagt wurde, daß d?e entfernten Meta 11 schichtstreifen sehr schmal sind, ist es durchaus denkbar, daß es für bestimmte Zwecke wünschenswert sein könnte, verhältnismäßig breite Metal !schichtstreifen zu entfernen, was für eine vorgegebene Streifenlänge zu Kapazitätsverlusten führt. Feiner kann dielektrisches Material mit Metallschichten auf beiden Seiten, die elektrisch voneinander isoliert sind, zusammen mit nicht-metallisch beschichtetem dielektrischen Material zu einer Netzwerkrolle aufgewickelt werden, statt das, wie beschrieben, mit zwei dielektrischen Folien durchzuführen, an.deren eine Seite eine Metallschicht angrenzt. In diesem Falle können mit Hilfe einerVorrichtung gleichzeitig Metallstreifen aus den Metallschichten auf jeder Seite der dielektrischen Fo|ie entfernt, und geeignete Seitenränder an den Lähgskanten der Metallschichten belassen werden.

409621/0870

Claims

PATENTA N SPRÜCHE .

.,/RC-Netzwerk mit

einem ersten und zweiten Band aus dielektrischem Material, die einander überlappend aufgewickelt sind, einer ersten und zweiten leitenden Metallschicht, die an die erste Schicht des ersten bzw. zweiten dielektrischen Bandes angrenzenund durch das dielektrische Band voneinander getrennt sind, und

einem ersten und zweiten elektrischen Kontakt, die mit der ersten bzw. zweiten Metallschicht verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Metallschicht (24 und 32) je eine erste und zweite mäanderförmige Leiterbahn aufv/eist, die längs des ersten bzw. zweiten Bandes (20 und 28) vor- und zurückverläuft und

daß der erste und zweite elektrische Kontakt (120 und 124) je nur ein Ende der ersten bzw. zweiten Leiterbahn berührt.

409821 /0870
2. RC-Netzwerk nach Anspruch 1, '
dadurch gekennzeichnet", daß die erste und zweite Leiterbahn je eine Widerstandsstrecke zwischen ihrem kontaktiertsn Ende und dem nichtkontaktierten Ende und zusammen in der Weise einer Kapazitätsstrecke hier zwischenbilden, daß das RC-Netzwerk zwischen den ersten und zweiten elektrischen Kontakten gebildet wird.
3. Herstellungsverfahren für ein RC-Netzwerk nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

Bilden einer ersten Leiterbahn, angrenzend an die eine Seite eines ersten Bandes aus dielektrischem Material, einer zweiten Leiterbahn, angrenzend an die eine Seite eines zweiten Bandes aus dielektrischem Material, wobei jede Leiterbahn mäanderförmig längs des ihr zugeordneten Bandes verläuft, gemeinsames Aufwickeln der dielektrischen Bänder in Windungen dergestalt, daß sich das dielektrische Material zwischen der ersten.und zweiten Leiterbahn befindet und die Leiterbahnen übereinander liegen und ·

409*821/0870

Kontaktieren je eines Endteils der Leiterbahnen mit elektrischen Anschlüssen, um ein Netzwerk zu bilden, das eine erste Impedanz bei einem an die elektrischen Anschlüsse angelegten Signal einer ersten Frequenz und bei einem angelegten Signal einer zweiteren höheren Frequenz eine zweite geringere Impedanz aufweist.
4. Verfahren nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterbahnen auf den dielektrischen Bändern durch Entfernen der Metallschicht auf federn Band längs eines Weges gebildet werden, der im wesentlichen parallel zur Bandlänge verläuft und von den Längskanten der Metallschicht im Abstand gelegen ist, sowie aufhört, bevor er ein zweites und gegenüberliegendes Ende erreicht dergestalt, daß die restliche Metallschicht eine Leiterbahn bildet, die längs der Bänder vor- und zurückverläuft.

4098? 1 /0 870·: