DE2515747A1 - Mehrfachkondensator, insbesondere zur verwendung bei fernmeldekabeln - Google Patents

Description

• Mehrfachkondensator, insbesondere zur Verwendung bei Fernmeldekabeln Die Erfindung bezieht sich auf einen Mehrfachkondensator, insbesondere zur Verwendung bei Viererseil-Fernmeldekabeln.
• Die enge räumliche Anordnung der zu Viererseilgruppen zusammengefaßten Übertragungsleitungen in Fernmeldekabeln führt zur gegenseitigen Beeinflussung der Leitungspaare, insbesondere durch kapazitive Kopplung derselben miteinander. Solche unerwünschten Erscheinungen werden als Nebensprechen bezeichnet. Diese Nebensprecherscheinungen werden durch Parallelschalten von Ausgleichskondensatoren, die eine kapazitive Brückenschaltung für die beiden Leitungspaare eines Viererseils bilden, auf ein nicht mehr störendes Maß verringert, wie es insbesondere in der Firmenbroschüre "Keramische Kondensatoren zum Ausgleich von kapazitiven Kopplungen bei Fernmeldekabeln" der Firma Rosenthal Isolatoren GmbH erörtert ist. Eine Parallelschaltung von Kondensatoren ist auch erforderlich zur elektrischen Ergänzung fehlender Kabellängen. Die Anwendung eines Mehrfachkondensators für derartige fernmeldetechnische Zwecke erfordert, daß die Kapazitäten, mit denen die Leitungen eines Viererseils miteinander gekoppelt werden, genau gleich sind bzw. in einem genau definierten Verhältnis zueinander stehen.
• Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen Mehrfachkondensator der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art so auszubilden, daß er die genannten Symmetrieanforderungen in präziser Weise erfüllt, einfach herstellbar ist und in hohem Maße raumsparend ist.
• Der erfindungsgemäße Mehrfachkondensator ist durch bekannte Drucktechniken in einfacher Weise herstellbar und gewährleistet aufgrund seiner Struktur ein Höchstmaß an Symmetrie bezüglich der Kapazitäten zwischen seinen vier Anschlüssen.
• Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 2 ermöglicht es, die Kapazitätswerte des Mehrfachkondensators ohne wesentliche Erhöhung des Raumbedarfes zu vervielfachen, ohne daß dadurch die Symmetrie des Mehrfachkondensators hinsichtlich der Kapazitätswerte zwischen seinen vier Anschlußpunkten beeinträchtigt würde.
• Die weitere Ausbildung der Erfindung gemäß Anspruch 3 ist besonders in solchen Anwendungsfällen nützlich, in denen auch die beiden Diagonalen der einem Viererseil parallel zu schaltenden Kapazitätsbrücke mit Kapazitäten zu besetzen sind, wobei insbesondere die Forderung bestehen kann, daß åede Diagonalkapazität genau gleich der Kapazität jedes seitlichen Brückenzweiges sein soll.
• Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen: Figur 1a, ib und 2 enen aus zwei Substraten bestehenden Mehrfachkondensator; Figur 3 und 4 einen aus fünf Substraten bestehenden Mehrfachkondensator; Figur 5 bis 8 einen Mehrfachkondensator ähnlich dem der Figuren laund 2, jedoch mit zusätzlichen Koppelelektroden aufweisenden Belägen; und Figur 9 und 10 einen Mehrfachkondensator ähnlich dem der Figuren 5 bis 8,jedoch mit aufgrund einer erhöhten Anzahl von Schichten erhöhten Kapazitätswerten.
• Bei dem in Figur angezeigten zweischichtigen Vierfachkondensator sind auf dem links unten dargestellten, die eine Schicht bildenden Substrat mit quadratischer Fläche in Form einseitiger Metallisierungen 2 Beläge a,b mit gleicher Fläche vcrgesehen.
• Diese Beläge erstrecken sich bis auf die linke und die rechte Stirnseite der Schicht und bilden dort Anschlüsse für Lötverbindungen. Das in Figur hoben gezeigte Substrat ist von gleicher Art wie das zuvor erörterte, und seine Beläge c,d sind flächengleich mit den Belägen a,b. Hier erstrecken sich die Beläge c,d bis auf die obere und untere Stirnseite des Substrats.
• Übereinander geschichtet und in geeigneter Weise miteinander verbunden bilden die beiden Schichtkörper nach Figur laeinen Kondensatorpack, dessen elektrisches Schaltbild Figur 2 wiedergibt.
• Da die Beläge a,b sich je mit den Belägen c,d überlappen, ergibt sich in Anbetracht der Flächengleichheit eine Kapazitätsbrücke nach Figur 2, bei der - herstellungsmäßig bedingt - die Kapazitäten 1,2,3,4 einander gleich sind.
• Die Anschlüsse zu den vier Leitungen a,b,c,d des Viererseils eines Fernmeldekabels erfolgen an den vier Seitenflächen des Kondensatorpacks.
• Es ist an sich auch möglich, die die Schichten des Kondensatorpacks bildenden Substrate nicht mit quadratischer, sondern mit rechteckiger Fläche herzustellen; bei rechteckiger Ausbildung ist Jedoch die hälftige Unterteilung der aufmetallisierten Beläge bei Jedem der beiden Substrate unterschiedlich. Die Symmetrie der Teilkapazitäten ist Jedoch auch in diesem Fall gewährleistet.
• Figur ib zeigt eine der Ausführungsform gemäß Figur 7a ähnliche Anordnung, bei der die vier Anschlußleitungen an nur zwei, einander gegenüberliegenden Seitenflächen des Kondensatorpacks vorgesehen sind. Diese Anordnung hat besondere Vorteile in bezug auf Raumersparnis und Einbaumöglichkeit des Kondensatorpacks. Die Elektrodenbeläge erstrecken sich bei dieser Ausführungsform nicht mit ihrer Gesamtlänge bis zu den Kanten der Substrate, sondern nur mit kürzeren lappenförmigen Ansätzen, so daß die beiden gegenüberliegenden Seitenflächen des Kondensatorpacks Je die Anschlußmöglichkeit für zwei parallele Kantenverbindungsleitungen bieten.
• Figuren 3 und 4 zeigen einen Vierfach-Ausgleichskondensator, der aus einer größeren Anzahl von Schichten gebildet ist. Die die einzelnen Schichten bildenden Substrate entsprechen der Ausführungsform nach Figur 1. Einander entsprechende deckungsgleich miteinander ausgerichtete Beläge sind jeweils an den entsprechenden vier Seitenflächen des Kondensatorpacks miteinander verlötet und dadurch parallel geschaltet.
• Figur 4 zeigt das zugehörige Ersatzschaltbild mit Je wei parallel geschalteten Belägen an den Anschlußstellen a, b und je drei parallel geschalteten Belägen an den Anschluß stellen c, d.
• Figur 5 zeigt einen Sechsfachkondensator, bei dem zusätzlich zu den beiden ieitungspaaren a, b bzw. c, d des Viererseils zwei Kapazitäten 5 und 6 (vgl. Fig. 6) parallel geschaltet sind.
• Diese Kapazitäten werden durch die Beläge 5, 6 der obersten und der untersten Schicht des Kondensators gebildet, die nicht unterteilt sind und nicht kontaktiert sind. Der Belag 5 dient dem Zweck, zwischen dem Anschlußpunkt c und dem Anschlußpunkt d eine Zusatzkapazität zu bilden, und der Belag 6 dient dem Zweck, zwischen den Anschlußpunkten a, b eine Zusatzkapazität zu bilden. Die durch diese Kapazitäten bedingten Zusatzkopplungen stehen in einem festen Verhältnis zu den Kopplungen, die durch die vier Außenkapazitäten des Mehrfachkondensators gebildet werden. Vorzugsweise wird gemäß Fig. 5 die Anordnung so getroffen, daß Jede der Zusatzkapazitäten 5, 6 das 1,47-fache der in Jedem seitlichen Brückenzweig befindlichen Kapazität ist.
• Figur 6 bis 8 zeigen die entsprechenden Ersatzschaltbilder, wobei die Aufteilung der Kapazitäten 5' und 6' gemäß Fig. 7 sich dadurch ergibt, daß z. B. der Belag 5 in Figur 5 eine Kapazität sowohl mit dem Belag c als auch mit dem Belag d bildet und diese Teilkapazitäten in Serie geschaltet wirken.
• Die Anordnung von Fig. 9 ist als eine Verdopplung der in Fig. 5 gezeigten Schichtenkette anzusehen. Fig. 10 zeigt das entsprechende Ersatzschaltbild. Gegenüber den Fig. 5 bis 8 ergibt sich bei im übrigen äquivalenter Schaltung eine Verdopplung

Claims (7)

1. aller Kapazitätswerte. Der fertige Mehrfachkondensator hat auch hier nur je einen Anschluß an den vier Seitenflächen entsprechend den Anschlüssen a, b, c, d. Die Kette gemäß Fig. 9 läßt sich entsprechend beliebig verlängern.

   Zur Herstellung des Mehrfachkondensators wird vorzugsweise Keramik als Dielektrikum verwendet. Derartige Dielektrika haben gute mechanische Eigenschaften, haben ein reversibles Temperaturverhalten und einen linearen Temperaturkoeffizienten und sind in Anbetracht ihrer hohen Elektrizitätskonstante besonders raumsparend. Andere verwendbare Dielektrika sind Glas, Glimmer oder Kunststoffolien.

   Bei Anwendung von Keramik als Dielektrikum ergeben sich für einen 500 pF Vierfachkondensator, der bisher 57 mm Länge und einen Durchmesser von 10,5 mm beanspruchte, die folgenden Maße: Länge 10 mm Breite 10 mm Dicke 5 mm Die genannte Kapazität ist dabei gleich der Summe der vier Teilkapazitäten. Bei höheren Kapazitätswerten ergibt sich eine noch bessere Raumersparnis.

   Patentansprüche: Patentansprüche Mehrfachkondensator, insbesondere zur Verwendung bei Fernmeldekabeln, mit mindestens zwei aufeinander gestapelten ebenen Substraten rechteckiger, vorzugsweise quadratischer Fläche, die mit Elektrodenbelägen versehen sind, welche jeweils an einer Substratkante durch in Stapelrichtung verlaufende Kantenverbindungsleitungen kontaktiert sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h ne t , daß der Elektrodenbelag jedes der beiden Substrate durch einen von einem Substratrand zum gegenüberliegenden Substratrand mittig verlaufenden belagfreien Trennbereich hälftig unterteilt ist und jede Belaghälfte gesondert kontaktiert ist und beide Substrate mit um 90 ° zueinander gedrehten Trennbereichen aufeinander geschichtet sind.
2. 2. Mehrfachkondensator nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß zur Vervielfachung der Kapazitäten mehr als zwei in der genannten Weise mit hälftig unterteilten Belägen versehene Substrate mit zum Trennbereich des 0 benachbarten Substrats jeweils um 90 ° verdrehtem Trennbereich aufgeschichtet sind und deckungsgleich miteinander ausgerichtete Belaghälften miteinander verbunden sind (Fig. 3, 4).
3. 3. Mehrfachkondensator nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß beidseitig des aus den beiden Substraten bzw. aus den mehr als zwei Substraten bestehenden Stapels je ein weiteres Substrat mit einem nichtkontaktierten, nichtunterteilten Koppetelektrodenbelag aufgeschichtet ist (Fig. 5 - 8).
4. 4. Mehrfachkondensator nach Anspruch 3, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß zur Vervielfachung der Kapazitäten mehr als zwei mit Koppelelektrcdenbelägen versehene Substrate vorgesehen sind derart, daß jeweils zwischen zwei aufeinanderfolgenden derartigen Substraten zwei bzw. mehr als zwei mit hälftig unterteilten Belägen versehene Substrate angeordnet sind (Fig. 9, 10).
5. 5. Mehrfachkondensator nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß auf jeder der vier Seitenflächen des Stapels je eine Kantenverbindungsleitung vorgesehen ist.
6. 6. Mehrfachkondensatcr nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Kondensatorschichten aus einseitig metallisierten Keramikfolien bestehen.
7. 7. Mehrfachkondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß auf zwei gegenüberliegenden Seiten des Stapels je zwei Kantenverbindungsleitungen vorgesehen sind, die mit entsprechenden lappenförmigen Ansätzen der Beläge Kontakt bilden.