DE2444419B2 - Filteranordnung mit wenigstens zwei auf einer grundplatte angeordneten elektromechanischen filtern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Filteranordnung mit "™icn t ' _cbi|_deten Halteorganen mittels wenigstens zwei auf einer Grundplatte angeordneten geringer ζ _u^ _{dcr Grund}pi_aUC cingebrachelcktromechanischen Filtern, deren parallel zueinander eine.in ° _vcrankert sind, wird diese Aufgabe angeordneten Resonatoren, insbesondere vom Biege- ^tcn J" ' _Erfindung dadurch gelöst, daß die Grundschwingungstyp, über ein mechanisches Koppelorgan 40 g "^^'^",,,,„ff besteht, in deren Vertiefungen als /u einer mechanischen mehrkreisigen Hlterschaltung pla te au Ku st. _Aushärtcn elastisch blcibcnzusammengefügt sind und die mit den freien Enden von J""^md _d™ _ö(kren mechanischen Dämpfungsfakin neutralen Bereichen angreifenden, als Metallst.fte des "^ einen gro _ia, _aufwciscndcs GicB-sehr _Serin?er Stärke ausgebildeten Haltcorganen tor als aas urunapia

mi;_C.s^gCe"nSΓ in die Vertiefungen der Grundplatte ₄₅ ^^^«^ ** "»eh fertigungs.cch-

eingebrachten Fiillmatcrials verankert sind - ■ _d bezüglich der Schwingungsdämpfung

Mechanische Filter werden wegen ihrer Vorteile, die ™^c^";"l™™ _MaV,alkombination ergibt ein auf

sie in dem für sie geeigneten Frequenzbereich £⁵°η^

hinsichtlich der elektrischen Eigenschaften und des Polyu. ethan οα , _{V glasfas}erverstärktes Polykar-

geringen Raumbedarfs gegenüber herkömmlich aufge- 50 harz a FuI ma ^er J - _{d |aUe}_

bauten Filtern mit konzentrierten Schaltelementen ^™¹^'^_{nd von} Kuns.stoRen als Werk-

aufwciscn. vielfach zur Lösung unnersch.edl.cher Aufga- ""¹Jj^ _Grundp|atte ergibt sich außerdem der

bender Filtertechnik verwendet Vorteil diß die Zuführungsdrähte für die Zuführung

Beim Auftau von mechanischen Nteranordnungen ^¹⁰.¹.^^'^,. elektromagnetischen Energie nicht

ste.lt sich dabei d.e Aufgabe, die ™h,e«mander 55 -_iso^_e ^h"S_ui_h ^r _führungen !,gebildet sein müssen,

S =^1S ISA i. Endung an Hand der in der

»erden, was sich in einer Beeinträchtigung der 60 näher erläutert. Inder /.eicnnung /X-Ig₁ Schwinggüte auswirkt. Außerdem wird gefordert, daß F i g. 1 eine Filteranordnung mit zwei auf einer

die die Resonatoren verbindenden Koppclelemente Grundplatte angeordneten mechanischen Filtern mit euch dann noch möglichst verspannungsfrei mit den einem Teil-Längsschnitt.

Resonatoren verbunden sind, wenn die Verbindung der F i g. 2 eine Filteranordnung mit zwei räumlich

Resonatoren und der Koppelelemente schon vor dem 65 voneinander getrennt auf einer gemeinsamen Leiter-Aufbau des Filtersystems auf eine tragende Grundplatte platte angeordneten mechanischen Filtern, trfolgt. Die dargestellte Filteranordnung besteht im Beispiel

Derartige Filter sind in der schweizerischen Patent- nach Fi g. 1 aus zwei mechanischen Filtern Fl, F2, die

auf einer aus glasfaserverstärktem Polykarbonat bestehenden gemeinsamen Grundplatte 1 angeordnet sind. Die Filter Fl und F2 enthalten je zwei mechanische Resonatoren 2 vom Biegeschwingungstyp. Dabei ist jeweils einer der beiden mechanischen Resonatoren 2 zur Umwandlung elektrischer Schwingungen in mechanische Schwingungen, der andere zur Umwandlung der auf ihn über zwei Koppeldrähte 3, 3' gekoppelten mechanischen Schwingungen in elektrische Schwingungen vorgesehen. Diese Koppeldrähte 3, 3' sind vorzugsweise in Bereichen großer Schwingungsamplitude. im Ausführungsbeispiel nahe dem Resonatorenende, angebracht. Die Resonatoren 2 sind als zylindrische Metallstäbe ausgebildet, die mit in ihrer Ebene parallel zur Stabachse verlaufende Abflachungen versehen sind. Diese Abflachungen sind parallel zu der von der Grundplatte 1 gebildeten Ebene ausgerichtet.

Die Schwingungsanregung bzw. die Sehwingungsabnähme erfolgt durch aus elektrostrikiivcm Material bestehenden Plättchen 4, die an den Abflachungen der Resonatoren 2 befestigt sind und die an der dem Resonator abgewandten Seite mit einer Metallisierung versehen sind, mit der ein /u einem durch die Grundplatte 1 eingespritzten Zuführungsdraht 5 führen der dünner Draht verbunden ist. Ein weiterer Anschlußdraht ist mit einem Halteorgan 6 verbunden und führ! /ti einem als Durchführung der Grundplatte 1 ausgebildeten Anschlußstift 7. Bei Anlegen einer elektrischen Wechselspannung /.wischen dem Zuführungsdraht 5 und dem Anschlußstift 7 eines der Resonatoren 2 wird dieser durch die entstehenden Dehnungen und Verkürzungen des aus elektrostriktivem Material bestehenden Plättchens 4 über den sogenannten Qucrkontraktionseffekt /u Biegeschwingungen angeregt, wenn seine Bicgeeigcnfrcquen/. mit der Frequenz der angelegten Wechselspannung zumindest näherungsweise übereinstimmt. Diese Biegebewegung wird über die Koppeldrähte } auf den benachbarten Resonator 2 übertragen, der somit ebenfalls Biegeschwingungen ausführt. Infolge dieser Biegeschwingiingcn entsteht, wegen der pie/oclektrisehen Wirkung des Plättchens 4, /wischen der dem Resonator abgewandten Metallisierung und dem Resonator 2 eine Wechselspannung, die zwischen dem Zuführungsdraht 5' und dem Anschlußstift T abgenommen werden kann.

Zur Halterung sind für jeden Resonator 2 zwei kurze, abgewinkelte Metallstifte 6 sehr geringer Starke vorgesehen, die an ihrem einen Ende jeweils in einem Sehw ingungsknoten des Resonators 2 be^stigt sind und die an ihrem anderen Ende in einem Füllmaterial 9 y> verankert sind, das in eine Vertiefung 8 der Grundplatte 1 eingebracht ist. Beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 ist als Füllmaterial ein auf Epoxidhar'basis beruhendes Gießharz gewählt, das sich beim Aushärten mit den Halteorganen 6 der Resonatoren und mit dem Grundplattenmaterial gut verbindet und nach dem Aushärten elastisch bleibt. Im Ausführungsbeispiel besteht die Gießharzmasse aus einem Epoxidhar/. auf Bisphenol Α-Basis mit einem Epoxidwert von 0,55, aus Mcthylhexahydrophthalsäiireanhydrid, aus Dimethylben/ylamin Lind aus einem aus I lexahydroplvihalsäureanhydrid und Rizinusöl hergestellten sauren Ester.

Die gute Verbindung zwischen dem Gießharzformstoff und der Grundplatte wird insbesondere durch die mikroskopisch rauhe Oberflächenstruktur des glaslaserverstärkten Polykarbonats erreicht, daß außerdem weitere Vorzüge, wie eine relativ hohe mechanische Festigkeit, eine gute Temperaturbelastbarkeit und ausreichende Verzugsarmut aufweist.

Ausschlaggebend für die Auswahl der in den Ausführungsbeispielen angegebenen Materialien ist die Forderung eines größeren mechanischen Dämpfungsfaktors des Füllmateriais gegenüber dem Grundplattenmaterial. Auf Grund des höheren mechanischen Dämpfungsfaktors des Gießharzes werden die in den Halteorganen 6 auftretender, mechanischen Schwingungen schon so stark gedämpft, daß die Grundplatte 1 nur einen kleinen Teil der Schwingungsenergie aufnimmt. Durch die nachfolgende Dämpfung in der Grundplatte 1 und im Füllmaterial der /i:m benachbarten Filter gehörigen Vertiefung 8 ist der zum Nachbarfilier übertragene Rest eier Schwingungsenergie des ersten Filters praktisch vernachlässigbar klein. Die so erreichte Entkopplung ermöglicht es selbst Filter stark unterschiedlicher Schwingungsenergie, wie /. B. Signa'empfangsfilter und Signalsendefilter. eng benachbart auf einer gemeinsamen Grundplatte anzuordnen, ohne daß eine störende Beeinflussung de: ankommenden Signalzeichen durch das Signalsendefilter auftritt. Analog gelten diese Überlegungen auch für solche Anordnungen, bei denen mehr als zwei Teilfilter auf einer Grundplatte angeordnet sind.

Bei der in F i g. 2 dargestellten Filter;;nordnung sind die Filter / 1 und F2 de^r Filteranordnung nach F i g. 1 einschließlich der ihnen zugeordneten Teilbereiche I./ und \b der Grundplatte 1 räumlich voneinander getrennt auf einer gemeinsamen Leiterplatte IO angeordnet. Die den einzelnen Filtern zugeordneten leilbei eiche 1;iund 1 öder Grundplatte 1 sind durch den in F i g. 1 angegebenen Schnitt A-A festgelegt. Die räumlich getrennte Anordnung, bei der die einzelnen Filter ! \ und F2 der I i g. 2 außerdem mit einer zusatzlichen Abschirmhaube IO versehen sind, ist insbesondere dann vorteilhall, wenn es erforderlich ist. die durch die eng benachbarte Anordnung der Filier in Fig. 1 entstehenden elektrischen Kopplungen zwischen den Filtern weitgehend zu vermeiden. Darüber hinaus ist es bei dieser Anordnung möglich, die Länge der Zuleitungen zu den Filtern ausreichend kurz zu halten, so daß sich selbst für unterschiedliche .Schaltungen immer eine optimale Schaltungsanordnung auf der gemeinsamen Leiterplatte ergibt.

Beim Alisführungsbeispiel nach Fi g. 2 sind Füllmaterial und Grundplatienmaterial übereinstimmend wie im Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 gewählt. Dadurch ergibt sieh ein zum Ausführungsbeispiel nach Fig. I analoger Mechanismus der Schwingungsdämpfung, bei dem jedoch die gemeinsame Leiterplatte als zusätzliches Dämpfungsglied mit einbezogen ist.

Entsprechend den jeweiligen Anforderungen kann die Anordnung nach I 1 g. 2 mit der von Fig. I zusammengefaßt oder zu einer Anordnung mn HKhreren Filtern auf einer gemeinsamen Leiterplatte erweitert werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

¹ uf, λ QI 545 beschrieben. Bei ihnen wird die

^SCh Lie Verbindung der Koppclelemente mit

Patentansprüche: Γη""^ a oren dadurch erreicht, daß in der

ί HnHMe wenigstens eine nutförm.ge Vertiefung

L Filteranordnung mit wenigstens zwei auf einer ^""dpia^ ^ ^ _{sliftförmigen} Halteorgane mit

Grundplatte angeordneten elektromechan.schen 5 ^νοΓβ™_{εη Enden} mittels einer Lotmasse oder

Filtern, deren parallel zueinander angeordneten £"L verankert sind. .

Resonatoren, insbesondere vom Biegeschw.ngungs- ^Ο™^_ηΓεΓε mechanische Filter innerhalb einer

typ, über ein mechanisches Koppelorgan zu einer Sma vorgesehen, so ergibt sich durch d.e

mechanischen mehrkreisigen Filterschaltung zusam- Schaltung _Forderung nach kleinen Abmessun-

mengefügt sind und die mit den freien Enden von.η .ο « ^dJ»r _{p e|ektrischen} Werten oft die

neutralen Bereichen angreifenden, als Metallstifte gen "". _{u die einzc}lnen Filter eng benachbart auf

sehr geringer Stärke ausgebildeten Halteorganen Nomeng^ _aufzubringen.

mittels eines in die Vertiefungen der Grundplatte ^e"lf^O™ *_mg schwingungsfre.es Anbr.ngen der

eingebrachten Füllmaterials verankert sind da- ™[J mechanischen Schwinger nur schwer

d u r c h g e k e η η ζ e i c h η e t. daß die Grundplatte 15 ™He°rgan ^^. _{em Tej}, _{def Scnwin}gungsener-

(1) aus Kunststoff besteht, in deren Vertiefungen (8) ^mog'^" ' , _{n Fi}Uers über die Halteorgane und die

als Füllmaterial (9) ein nach dem Aushärten elastisch gje ^ε'^π _{ejn zwehes Filler} gelangen und dort zu

bleibendes und einen größeren mechanischen £3 _{gcn der} ankommenden bzw. abgehenden

Dämpfungsfaktor als das _ Gn.ndplauenmaier.al ^f™ ^UJ_{n führen}.

aufweisendes Gießharz eingegossen ist. » ⁵ <ργ Vrfindung liegt die Aufgabe zugrunde, fur eine

2. Filteranordnung nach Arspruch 1, dadurch l*^ei _{mit wen}igstens zwei auf einer Grundgekennzeichnet, daß als Material für die Grundplatte ,,, ™," _ordncten elektromechanischen Filtern c.ncn (1) glasfaserverstärktes Polykarbonat vorgesehen P aJ» 8 ^ anzugeben, be. dem d.e oben ist, und daß ein auf Polyurethan- oder F.poxidharzba- *'[^tsc™" _erwünschten konstruktiven Eigenschafsis beruhendes Gießharz gewählt ist. ¹S °^\" _Fm/e|_fi|,er erhalten bleiben und gleichzeitig die

3. Filteranordnung nach den Ansprüchen 1 und 2. "" "¹J .. _{d linel}wünschten Vcrkopplung der Filter dadurch gekennzeichnet, daß die elektromechani- Nach ulc der

sehen Filter (FU F2) einschließlich der ihnen ^vermi^

zugeordneten Teilbereiche (la, Xb) der Grundplatte A"sge„ _Grund ,_atle angeordneten clcktrome-

(1) räumlich voneinander getrennt auf einer 30 /-^^ ' ._{} dercn para}||_c| zueinander angeord-

gemeinsamen Leiterplatte (10) angeordnet sind. _n "η Rcsomtorcn insbesondere vom Bicgcschwin-

Sungstyp. über ein mechanisches Koppelorgan zu e.ner Sachen mehrkreisigen FiltcrschaUung /.usam-