DE2637084B2 - Programmierbare Eichleitung - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer programmierbaren Eichleitung, bei der wellenwiderstandsrichtig zwischen zwei Leiterplatten ein mehrfach unterbrochener Innenleiter und neben den Innenleiterlücken jeweils Dämpfungsglieder angeordnet sind und bei der mittels Kontaktbrücken, die über eine Umschaltvorrichtung von außen durch die eine der Leiterplatten hindurch betätigbar sind, entweder die Endkontakte der Leiterstücke mit den Endkontakten der Dämpfungsglieder oder die Endkontakte der Leiterstücke miteinander verbindbar sind.

Eichleitungen dieser Art sind bekannt (DE-PS 03 460 und 19 19 548, GB-PS 6 75 210 und 6 44 066 oder US-PS 33 19 194). Bei all diesen bekannten Eichleitungen sind jedem Ende der Innenleiterstücke jeweils zwei Umschalter zugeordnet und durch diese wird in der einen Schaltstellung das Dämpfungsglied und in der anderen Schaltstellung ein daneben angeordnetes zusätzliches Innenleiterstück in die Innenleiterlücke eingeschaltet. Die hierfür erforderlichem Umschalter sind entweder als Schiebeschalter (DE-PS 11 03 460 bzw. GB-PSn), Drehschalter (DE-PS 19 548) oder als dazu äquivalente biegsame Blattfederschalter (US-PS 33 19 194) ausgebildet und im

Aufbau sehr aufwendig; sie geben in der Praxis häufig Anlaß zu Störungen durch ungenaue Kontaktgabe oder sogar durch Kontaktbrüche. Außerdem ist bei diesen bekannten Eichleitungen der Gesamtaufbau relativ teuer, da eine Vielzahl von Stützen für die verschiedenen wellenwiderstandsrichtig zwischen den Leiterplatten anzuordnenden Leiterstücke erforderlich sind, auch dann, wenn diese Leiterstücke in Streifenleilungstechnik auf kleinen Keramikplättchen ausgebildet sind (US-PS33 19194).

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eins programmierbare Eichleitung zu schaffen, die sehr einfach und billig auch in Massenproduktion ohne Justierprobleme herstellbar ist

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Eichleitung der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Hauptanspruche* gelöst Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Eichleitung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.

Die bei der erfindungsgemäßen Eichleitung eingesetzten Kontaktbrücken, die von außen über Stifte betätigbar sind, sind an sich bei sogenannten Mikro-Koaxialschaltern bekannt (US-PS 37 39 306), ebenso deren Betätigung durch Elektrornagnete und zwischengeschaltete Wippen. Durch die Übertragung dieses an sich bekannten Koaxialschalterprinzips auf eine Eichleitung wird erstmals eine Eichleitung geschaffen, die sehr einfach und billig herstellbar ist. Es fehlt das bei den bisherigen Konstruktionen vorgesehene Innenleiter-Überbrückungs-Stück, denn die Überbrückung der Innenleiterlücke erfolgt unmittelbar durch die querstehende Kontaktbrücke des aus drei solchen Kontaktbrücken bestehenden einzigen Umschalters. Dadurch können erstmals Eichleitungen aufgebaut werden, die bei der Herstellung keine Justierprobleme aufwerfen. Der Gesamtaufbau kann auch sehr gedrungen erfolgen und die erfindungsgemäße Eichleitung eignet sich daher insbesondere sehr gut für höhere Frequenzen. Sie kann als kleines zusätzliches Bauelement unmittelbar in elektronische Geräte, beispielsweise Meßsender oder dergl., eingebaut werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. «

Fig. 1 zeigt die Eichleitung in Draufsicht, und zwar mit abgenommener oberer Leiterplatte

Fig. 2 zeigt ein^n Schnitt längs der Linie A-A nach Fig. 1.

Die dargestellte programmierbare Eichleitung be- so steht aus zwei im vorbestimmten Abstand übereinander angeordneten Leiterplatten 1 und 2, von denen in F i g. 1 die obere Leiterplatte 2 abgenommen ist. Auf der unteren Leiterplatte 1 sind in einer Reihe nebeneinander mehrere lnnenleiterstücke 3 angeordnet, das erste und letzte Innenleiterstück steht jeweils mit einem koaxialen Ein- bzw. Ausgangsanschluß 4 in Verbindung. Neben diesen Innenleiterstücken 3 sind ebenfalls in einer Reihe nebeneinander Dämpfungsglieder 5 angeordnet, die in bekannter Weise als π- oder T-Glieder so ausgebildet sind. Sowohl die lnnenleiterstücke 3 als auch die Dämpfungsglieder 5 sind in Dünnfilmtechnik auf kleinen Keramikplättchen 6 ausgebildet, die in entsprechenden Vertiefungen 7 der unteren Leiterplatte 1 eingesetzt und dort beispielsweise von der Rückseite über entsprechende Löcher eingelötet sind. Die Vertiefungen 7 bestimmen genau die Lage der KeramikDlättchen 6 und hierdurch wird die fluchtende Anordnung der Innenleiterstücke 3 bzw. der Dämpfungsglieder 5 genau bestimmt und Justierarbeiten sind überflüssig. Die Tiefe der Vertiefungen 7 bestimmt auch genau die Höhe der Endkontakte 8 der Leiterstücke 3 bzw. der Endkontakte 9 der Dämpfungsglieder 5 gegenüber der Oberfläche der unteren Leiterplatte 1, die somit auf einfache Weise wellenwiderstandsrichtig zwischen den beiden Leiterplatten 1 und 2 angeordnet werden können und damit auch hier teure Justierarbeiten überflüssig werden. Diese die Keramikplättchen 6 vorbestimmter Dicke aufnehmenden Vertiefungen 7 können im einfachsten Fall in einem Arbeitsgang in der unteren Leiterplatte 1 durch Prägen ausgeformt werden, gegebenenfalls auch durch Ätzen oder durch galvanisches Auftragen zusätzlichen Materials auf der Leiterplattenoberfläche. Sie können auch durch Auflegen eines entsprechend ausgestanzten Bleches gebildet sein. Die durch die Endkontakte 8 der Leitungsstücke gebildeten Zusatzkapazitäten können durch entsprechende Wahl der Breite der Leiterstücke 3 wellenwiderstandsrichtig kompensiert werden. Die Endkontakte 8 und 9 liegen in einer Ebene parallel zu den Leiterplatten 1 bzw. 2 etwa in der Mitte zwischen diesen.

Jeder Innenleiterlücke ist ein Satz von drei Kontaktbrücken 10, 11 und 12 zugeordnet, die etwa U-förmig zueinander angeordnet sind. Jede Kontaktbrücke besteht aus einem kleinen Metallplättchen, das in der Mitte an einem Betätigungsstift 13 befestigt ist. Diese Betätigungsstifte sind im Sinne der Fig.2 durch entsprechende Löcher in der oberen Leiterplatte 2 nach außen geführt und können von dort aus über eine Umschaltvorrichtung 14 senkrecht zu der durch die Endkontakte 8, 9 bestimmten Schaltebene bewegt werden, im Sinne der F i g. 2 zwischen einer nach unten auf die Endkontakte 8, 9 abgesenkten Arbeitsstellung, wie dies durch die Kontaktbrücke 10 angedeutet ist und einer oberen zurückgezogenen Ruhestellung, wie dies durch die Kontaktbrücke 12 angedeutet ist, in welcher diese Kontaktbrücke mit der Innenseite der oberen Leiterplatte 2 Kontakt macht. In der abgesenkten Arbeitsstellung ist jede Kontaktbrücke wellenwiderstandsrichtig zwischen den Leiterplatten gehalten und in der Ruhestellung stört die Kontaktbrücke wegen ihrer Kontaktgabe mit der oberen Leiterplatte 2 das elektromagnetische Feld zwischen den Leiterplatten nicht weiter. Gegebenenfalls kann in der oberen Leiterplatte 2 auch eine Vertiefung vorgesehen sein, die in der zurückgezogenen Ruhestellung die Kontaktbrükke aufnimmt. Die Betätigung der Stifte 13 über die Umschaltvorrichtung 14 erfolgt derart aufeinander abgestimmt, daß in der einen Schaltsteliung die beiden Kontaktbrücken 10 und 11 ihre Arbeitsstellung einnehmen und jeweils die Erdkontakte 8 mit den entsprechenden Endkontakten 9 des daneben angeordneten Dämpfungsgliedes 5 verbinden und die quer dazu angeordnete Kontaktbrücke 12 ihre zurückgezogene Ruhestellung einnimmt, während in der anderen Schaltstellung die beiden Kontaktbrücken 10 und 11 zurückgezogen sind und die quergestellte Kontaktbrükke 12 die sich gegenüberliegenden Endkontakte 8 benachbarter Leitungsstücke 3 überbrückt und somit eine wellenwiderstandsrichtige durchgehende Leitung zwiscnen diesen Innenleiterstücken 3 bildet.

Die Befestigung der Leiterbrücken 10 bis 12 an den Betätigungsstiften 13 erfolgt vorzugsweise über eine am Stiftende ausgebildete federnde Schnappverbindung, die über federnde Greifer beispielsweise die verjüngte Mitte der Kontaktbrücke übergreift. Zur Verhinderung

eines Übersprechens zwischen den nebeneinander angeordneten Kontaktbriicken 10 und 11 sind dazwischen vorzugsweise noch Metallklötze 15 angeordnet, die mit ihren Ober- bzw. Unterseiten mit den Leiterplatten 1 und 2 in Kontakt stehen.

Mit einer derart aufgebauten Eichleitung können zwischen Ein- und Ausgang wellenwiderstandsrichtig die verschiedenartigsten Dämpfungswerte eingestellt werden, indem durch eine entsprechende Steuereinrichtung über die einzelnen Umschaltvorrichtungen 14 die gewünschten Dämpfungsglieder in die durchgehende Leitung ein- bzw. ausgeschaltet werden. In der Praxis sind die aufeinanderfolgenden Dämpfungsglieder vorzugsweise nach einem bekannten Code in ihren Dämpfungswerten aufeinander abgestimmt, so daß mit wenigen Dämpfungsgliedern die verschiedenartigsten Dämpfungswerte einstellbar sind. Anstelle eines Dämpfungsgliedes 5 kann neben der Innenleiterlücke gegebenenfalls auch eine Durchgangsleitung auf dem zugehörigen Keramikplättchen 6 ausgebildet sein, die mit einem zusätzlichen Ein- oder Ausgang verbunden ist, so daß beliebige Ein- und Ausgangskombinationen realisierbar sind.

Die Umschaltvorrichtung 14 zum Betätigen der Stifte 13 kann von beliebiger bekannter Art sein, im einfachsten Fall sind von Hand betätigbare mechanische Nockenschalter vorgesehen, die mit den Enden der Stifte 13 zusammenwirken. Die Betätigung kann auch über den einzelnen Stiften zugeordnete Elektromagnete erfolgen, vorzugsweise unter Zwischenschaltung einer Wippe, die in der einen Schwenkstellung die beiden Stifte 13 der Kontaktbrücken 10 und 11 nach unten drückt und den Stift 13 der Kontaktbrücke 12 nach außen zieht und in der anderen Kippstellung umgekehrt die Kontaktbrücke 12 nach unten drückt und die beiden Kontaktbrücken 10 und 11 nach oben zieht. F i g. 2 zeigt im Detail eine besonders vorteilhafte Ausbildung einer solchen elektromagnetischen Umschaltvorrichtung. Die Stifte 13 und 13' der wechselweise zu betätigenden Kontaktbrücken 10, 11 bzw. 12 sind an ihrem äußeren Ende jeweils an Hebeln 16 bzw. 17 befestigt, die etwa parallel zu der oberen Leiterplatte 2 über dieser angeordnet sind. Zwischen der Leiterplatte 2 und diesen Hebeln 16 bzw. 17 sind jeweils Druckfedern 18 bzw. 19 angeordnet. Oberhalb des den Stiften 13 abgewandten Endes der Hebel 16 und 17 sind jeweils Anschläge 20 und 21 vorgesehen, die feststehend auf der Oberseite der oberen Leiterplatte 2 angebracht sind. Oberhalb der Hebel 16 und 17 ist die durch den Elektromagneten 22 betätigbare Wippe 23 angeordnet, die um einen Schwenkpunkt 24 kippbar ist und in der einen Kippstellung über das eine Ende 25 auf den Hebel 16 und in der anderen Kippstellung über das andere Ende 26 auf den Hebel 17 einwirkt und diese entgegen der Kraft der Federn 18 bzw. 19 nach unten drücken. Der Angriffspunkt der Wippenende 25 bzw. 26 an den Hebeln 16 bzw. 17 liegt etwa in der Mitte zwischen den Stiften 13, 13' und dem Angriffspunkt der Federn 18 bzw. 19 und der Kontaktdruck zwischen den Kontaktbrücken und den zugehörigen Endkontakten wird damit in der Arbeitsstellung ausschließlich durch die Größe der Federkraft der Federn 18 bzw. 19 bestimmt. In der Schaltstellung nach Fig.2 entspricht unter der Annahme, daß das Wippenende 25 in der Mitte zwischen dem Stift 13 und der Feder 18 am Hebel 16 angreift, der Kontaktdruck unmittelbar der Kraft der Feder 18. Wenn die Wippe den Hebel freigibt, wird dieser durch die Kraft der Feder nach oben gedrückt und damit auch der Stift zusammen mit der Kontaktbrücke aus der Arbeitsstellung in die Ruhestellung bewegt. Wie Fig. 2 zeigt, kommt hierbei das freie Ende des Hebels 17 an dem oberen Anschlag 21 zur Anlage und der Kontaktdruck der so zurückgezogenen Kontaktbrücke mit der Innenseite der Leiterplatte 2 wird auch in dieser Kontaktruhestellung ausschließlich durch den Druck der Feder 18 bzw. 19 bestimmt. Wegen des hierbei

ίο wrksamen größeren Hebelverhältnisses ist dieser Kontaktdruck in der Ruhestellung geringer als in der vorher beschriebenen Arbeitsstellung.

F i g. 2 zeigt auch eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des die Wippe 23 betätigenden Elektromagneten, der gemäß einer Weiterbildung der Erfindung so ausgebildet ist, daß die Wippe 23 in jeder Kippstellung selbsttätig gehalten wird, auch wenn der Elektromagnet 22 nicht mehr erregt ist. Es genügt bei dieser Anordnung durch einen kurzen Stromstoß die Wippe 23 von der einen in die andere Kippstellung zu bewegen, die Endstellungen werden permanentmagnetisch gehalten. Zu diesem Zweck ist die Wippe 23 aus zwei Ankerteilen 27 und 28 aufgebaut, zwischen denen ein Permanentmagnet 29 angeordnet ist. Durch diesen Permanentmagnet wird beispielsweise das eine Ankerteil 28 als magnetischer Nordpol und das andere Ankerteil 27 als magnetischer Südpol vorgepolt. An den Enden des die Magnetspule tragenden Magnetkernes 30 des Elektromagneten 22 sind Polstücke 31, 32 angebracht, die in Richtung auf die Wippe 23 weisen. Das eine Ankerteil 27 ist etwa so lang wie der äußere Abstand der beiden Polstücke 31 und 32 gewählt, das andere Ankerteil 28 etwas kürzer, so daß es zwischen den Polstücken 31 und 32 verschwenkt werden kann.

Der Schwenkpunkt 24 ist bezogen auf die Enden der Polstücke 31 und 32 und auch bezogen auf die Enden der beiden Ankerteile 27 und 28 im Sinne der F i g. 2 so gewählt, daß in der einen in Fig.2 dargestellten Schwenkstellung das eine Südpolende des Ankerteils 27 an der Stirnfläche des Polslückes 3i anliegt, während das gegenüberliegende Nordpolende des anderen Ankerteils 28 an der Innenseite des anderen Polstücks 32 anliegt. Unabhängig von der Erregung des Elektromagneten wird in dieser Kippstellung der Magnetfluß des Permanentmagneten 29 über den einen Schenkel des Ankerteils 27, das Polstück 31, den Magnetkern 30, das Polstück 32 und den gegenüberliegenden Schenkel des Ankerteils 28 geschlossen und der Anker behält deshalb diese Kippstellung bei. Wenn die Erregerspule des Magneten 22 kurzzeitig in entgegengesetzter Magnetflußrichtung erregt wird, kippt durch diese Elektromagnetkraft die Wippe 23 in die andere Kippstellung und das bisher im Abstand von dem Polstück 31 gehaltene Nordpolende des Ankerteils 28 kommt mit der Innenseite dieses Polstücks 31 in Berührung und das rechte Südpolende des Ankerteils 27 kommt zur Anlage an der Stirnfläche des Polstücks 22; hierdurch wird wiederum ein Permanentmagnetfluß geschlossen, durch den die Wippe 23 in dieser anderen Kippstellung gehalten wird. Diese spezielle Kippwirkung mit entsprechendem geschlossenen Permanentmagnetfluß in den beiden Kippstellungen ergibt sich aus der in F i g. 2 gezeigten speziellen Lage des Schwenkpunktes 24 und der demgegenüber versetzten Anordnung der beiden unterschiedlich langen Ankerteile 27 und 28.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Programmierbare Eichleitung, bei der wellenwiderstandsrichtig zwischen zwei Leiterplatten ein mehrfach unterbrochener Innenleiter und neben den Innenleiterlücken jeweils Dämpfungsglieder angeordnet sind und bei der mittels Kontaktbrücken, die über eine Umschaltvorrichtung von außen durch die eine der Leiterplatten hindurch betätigbar sind, entweder die Endkontakte der Leiterstücke mit den Endkontakten der Dämpfungsglieder oder die Endkontakte der Leiterstücke miteinander verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß den in einer parallel zu den Leiterplatten (1, 2) liegenden Ebene angeordneten Endkontakten (8, 9) der Innenleiterstücke (3) und Dämpfungsglieder (5) drei U-förmig angeordnete Kontaktbrücken (Hk 11, 12) zugeordnet sind, die mittels der Umschaltvorrichtung (14) von außen über Stifte (13) senkrecht zur Endkontaktebene auf die Endkontakte (8, 9) zu und von diesen weg derart wechselweise bewegbar sind, daß in der einen Schaltstellung die beiden parallel angeordneten Kontaktbrücken (10, U) die Endkontakte (9) der Dämpfungsglieder (5) mit den Endkontakten (8) der Innenleiterstücke verbinden und in der anderen Schaltstellung die quer dazu angeordnete Kontaktbrücke (12) die beiden Endkontakte (8) der Innenleiterstücke verbindet.

2. Eichleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktbrücken (10,11,12) in der Schaltstellung, in der sie mit den Endkontakten (8,9) keinen Kontakt machen, jeweils an der Innenseite der einen Leiterplatte (2) anliegen.

3. Eichleitung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterstücke (3) und die Dämpfungsglieder (5) jeweils auf einem dielektrischen Träger (6), insbesondere auf Keramikplättchen in Dünnfilmtechnik, ausgebildet sind und diese Träger (6) auf der anderen Leiterplatte (1) befestigt sind. to

4. Eichleitung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Träger (6) jeweils in Vertiefungen (7) dieser anderen Leiterplatte (1) eingesetzt sind.

5. Eichleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den parallel zueinander angeordneten, aufeinanderfolgenden Kontaktbrücken (10,11) jeweils Abschirmklötze (15) angeordnet sind, die mit den beiden Leiterplatten (1,

2) in Kontakt stehen.

6. Eichleitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltvorrichtung (14) eine Wippe (23) umfaßt, deren eines Ende mit dem Betätigungsstift (13) der quer angeordneten Kontaktbrücke (12) und deren anderes Ende mit den beiden Betätigungsstiften (13') der parallel zueinander angeordneten Kontaktbrükken (10,11) zusammenwirkt.

7. Eichleitung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Wippenenden und den Betätigungsstiften (13, 13') eine den Kontaktdruck bestimmende Feder (18,19) wirkt.

8. Eichleitung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Betätigungsstift (13, 13') ein Hebel (16, 17) befestigt ist, auf den von der den Kontaktbrücken (10, 11, 12) zugewandten Seite eine Feder (18 bzw. 19) wirkt und auf den von der anderen Seite zwischen Federangriffspunkt und Stiftbefestigung das Wippenende (25 bzw. 26) und an dem von der Stiftbefestigung abgewandten Ende ein Anschlag (20 bzw. 21) derart zur Einwirkung kommen kann, daß der durch die Feder aufgebrachte Kontaktdruck in der durch das Wippenende bestimmten Arbeitskontaktstellung (Kontaktbrücke auf Endkontakte abgesenkt) größer ist als der in der Kontaktruhestellung (Kontaktbrüchen in Anlage an Innenseite der Leiterplatte zurückgezogen).

9. Eichleitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Wippe (23) über einen Elektromagneten (22) betätigt ist.

10. Eichleitung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß an den beiden Enden des Elektromagnetkerns (30) jeweils Polstücke (31,32) angebracht sind und die Wippe als mit diesen Polstücken zusammenwirkender Permanentmagnetanker (23) ausgebildet ist, der aus zwei permanentmagnetisch entgegengesetzt gepolten Ankerteilen (27, 28) besteht, wobei der Ankerkippunkt (24) in Bezug auf diese beiden Ankerteile (27, 28) und die beiden Polstücke (31,32) derart angeordnet ist, daß in jeder KippsteH.ung jeweils das eine Ende des einen Ankerteiis (z. B. 27) mit dem einen Polstück (ζ. Β. 31) und das andere entgegengesetzt gepolte Ende des anderen Ankerteils (z. B. 28) mit dem anderen Polstück (ζ. Β. 32) magnetisch zusammenwirkt.

11. Eichleitung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Ankerteil (27) länger als der gegenseitige Abstand der Polstücke (31,32) und das andere Ankerteil (28) kürzer als der Innenabstand dieser Polstücke (31,32) gewählt ist, zwischen diesen beiden parallel im Abstand übereinander angeordneten Ankerteilen (27, 28) ein Permanentmagnet (29) angeordnet ist, der Ankerkippunkt (24) in der Mitte des längeren Ankerteils (27) jedoch gegenüber der durch die Enden der beiden Polstücke (31,32) gebildeten Ebene nach außen versetzt ist, so daß das kürzere Ankerteil (28) zwischen den Polstücken (31,32) schwenkbar ist.