DE2751510C2 - Kondensator mit veränderbarer Kapazität - Google Patents
Kondensator mit veränderbarer KapazitätInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Kondensator mit veränderbarer Kapazität nach dem Oberbegriff des
Anspruches 1. Ein solcher Kondensator ist aus der DE-PS 8 78 681 bekannt.
Derartige Kondensatoren werden einerseits dazu verwendet, Hochfrequenzfilter durchstimmbar, d. h. z. B.
Kanalfilter ohne Änderung des Schaltungsaufbaues auf jeden Kanal eines größeren Frequenzbereiches abstimmbar
zu machen, und zum anderen dazu, durch Bauteiletoleranzen bedingte Abweichungen von den
Soll-Resonanzfrequenzen auszugleichen.
Während für den zuletzt genannten Zweck ein verhältnismäßig kleiner Kapazitätshub ausreicht, wird
für die Durchstimmbarkeit in den Fernsehbereichen IV/V ein solcher von maximal etwa 1 :3,5 benötigt.
In der Praxis werden für die genannten Zwecke fast ausschließlich Trimmer-Kondensatoren eingesetzt, die
jedoch verschiedene Nachteile aufweisen:
Entweder sind sie verhältnismäßig kostspielig und verteuern damit die Filter in oftmals untragbarer Weise
oder sie besitzen bei einfacherer und billigerer Ausführung schlechte elektrische Eigenschaften, wie
z. B. geringe Gütefaktoren und Kontaktmängel, so daß eine einwandfreie Funktion nicht gewährleistet ist
Außerdem sind diese schwierig einzustellen und müssen (z. B. mit Lack) Fixiert werden, damit der eingestellte
Zustand unabhängig von Erschütterungen erhalten bleibt. In den meisten Fällen ist daher ein Einsatz
derartiger Trimmerkondensatoren von vornherein zumindest fragwürdig, wenn nicht gar unmöglich.
In wenigen Fällen werden zur kapazitiven Abstimmung von Hochfrequenzfiltern auch Parallel-Leitungskreise
(»Lecher-Leitungen«) mit verschiebbaren Kurzschäußbrücken
verwendet.
Diese Ausführung ist jedoch ebenfalls teuer und auch räumlich sehr aufwendig. Außerdem ist der Abgleichvorgang
kompliziert, es treten oftmals Kontaktschwierigkeiten auf und der eingestellte Zustand muß fixiert
werden.
Durch die Erfindung ist die Aufgabe gelöst, einen Kondensator nach dem Oberbegriff des Anspruches 1
zu schaffen, der einfach und kostengünstig in Aufbau und Abgleich ist, ohne zusätzliche Maßnahmen dauerhaft
seinen Kapazitätswert beibehält und den geforderten Kapazitätshub erreicht.
Diese Aufgabe ist durch die im kennzeichnenden Teil dieses Anspruchs angegebenen konstruktiven Maßnahmen
ge.'öst.
Da sowohl das zweckmäßigerweise als einfaches Blechstanzteil ausgebildete Metallteil als auch der
Festkondensator sehr billig sind, liegen die Kosten des Gesamtkondensators in vorteilhafter Weise noch unter
denjenigen einfacher Trimmerkondensatoren.
Außerdem ist der Abgleich unkompliziert und die eingestellte Kapazität bleibt unabhängig von Erschütterungen
bei Transport und Montage dauerhaft erhalten. Zur Erzielung eines möglichen großen Kapazitätshubs
ist es dabei zweckmäßig, einen Festkondensator mit möglichst großer Fläche, also beispielsweise einen
Scheibenkondensator zu wählen.
Ein so ausgebildetes Metallteil hat den Vorteil der leichten Beweglichkeit (einfaches Abgleichen) und ist
für eine große Anzahl von Biegevorgängen ohne Beschädigung geeignet.
Die Verwendung möglichst nicht federnden Materials vereinfacht die Abgleichbarkeit noch weiter.
In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen bzw. Weiterbildungen der Erfindung angegeben.
In der Praxis stellt in dieser Hinsicht die Verwendung von Weißblech nach Anspruch 2 einen zweckmäßigen
Kompromiß zwischen Kosten und Federeigenschaften dar. Es federt zwar stärker als beispielsweise Kupferblech,
ist dafür aber kostengünstiger.
Bei einer Ausbildung nach Anspruch 3 ist sichergestellt, daß die vom Festkondensator ausgehenden
Feldlinien optimal vom Metallteil erfaßt sind und insoweit die erreichbare Kapazitätsänderung einen
Höchstwert darstellt.
Ebenfalls zur Maximierung der möglichen Kapazitätsänderung
dient eine Ausgestaltung nach Anspruch 4, weil damit die Dielektrizitätskonstante zwischen Festkondensator
und Metallteil (die gewissermaßen als Plattenkondensator zu betrachten sind) angehoben ist
und vor allem, weil damit der geringstmögliche kurzschlußsichere Abstand zwischen beiden erreichbar
ist.
In der Praxis dürfte die Obergrenze der erreichbaren Kapazitätsänderung bei etwa 4 pF liegen, wobei ein
Abstand von ca. 0,2 mm und ein Durchmesser des Scheibenkondensators von etwa 10 mm angesetzt ist.
Der Frequenzhub hängt nun noch entscheidend von der Kapazität des Festkondensators ab. Die kleinsten
Kapazitäten bei Scheibenkondensatoren der genannten Größe betragen etwa 0,5 pF, so daß sich ein maximaler
Kapazitätshub von etwa 1 :8 (entsprechend einem Frequenzhub von etwa 1 :2,8) erreichen läßt, womit im
Extremfall auch Filter über den gesam .en Fernsehbereich
IV/V durchstimmbar sind.
Bei Einsatz der erfindungsgemäß ausgebildeten Kondensatoren als Kompensationsmittel, bei denen —
wie bereits ausgeführt — normalerweise kleinere Frequenzhöbe genügen, können jedoch solche mit !0
großem K-apazitätshub von Vorteil sein, weil dann die
Bauteiletoleranzen groß sein dürfen und damit billige Bauteile verwendbar sind.
Ausgestaltungen der Erfindung gemäß den Ansprüchen 5, 6 und 7 ergeben einen ebenso einfachen wie
zweckmäßigen Aufbau, wenn mehrere Abstimmbleche verwendet werden sollen.
Die Figuren zeigen ein Ausführungsbeispiel mit einem doppelschenkeligen Metallteil zur Einstellung
von zwei Festkondensatoren, verwendet in einem teilweise als gedruckte Schaltung aufgebauten sogenannten
Cauer-Filter zum Ausgleich von Bauteiletoleranzen. Dabei stellt
F i g. 1 eine Ansicht des Filters dar,
F i g. 2 das Metailteil in perspektivischer Ansicht,
F i g. 1 eine Ansicht des Filters dar,
F i g. 2 das Metailteil in perspektivischer Ansicht,
F i g. 3 das Schaltbild des Filters und
Fig.4 die mit Hilfe des Metallteils mögliche Verschiebung der unteren Filterflanke gegenüber dem als mittlere Kurve aufgetragenen Sollverlauf.
Fig.4 die mit Hilfe des Metallteils mögliche Verschiebung der unteren Filterflanke gegenüber dem als mittlere Kurve aufgetragenen Sollverlauf.
Das Filter 1 ist ein Bereichspaß für den UHF-Bereich IV/V und stellt auf Grund der Bemessung seiner
Bauelemente ein Cauer-Filter dar, das sich durch hohe Rankensteilheit auszeichnet. Es besteht aus vier in Serie
liegenden Reihenresonanzkreisen L\IC\ bis Z.4/C4 und sechs gegen Masse geschalteten Saugkreisen
LSIC5 bis L 10/ClO, die auf einer einseitig kupferkaschierten
Isolierstoffplatine 2 angeordnet sind.
Diese trägt die koaxialen Anschlüsse 3 und ist in üblicher Weise auf einer senkrecht dazu verlaufenden
Montageplatte 4 befestigt. Die Spulen Z-1 bis Z. 10 sind
als Leiterbahnen auf der Platine 2 aufgebracht (in F i g. 1 gestrichelt dargestellt), die Festkondensatoren Cl bis
ClO sind als diskrete Bauelemente auf der anderen Seite der Platine 2 angeordnet, mit ihren Anschlußdrähten
durch Bohrungen der Platine 2 hindurchgeführt und dort gemäß dem Schaltbild nach F i g. 3 verlötet.
Die Resonanzfrequenzen der Saugkreise L 7/C 7 und
L&/C& ergeben die ersten PolsteHen am unteren und
oberen Ende der Filterflanken und iind somit für die
frequenzrichtige Lage der Durchlaßkurve des Bereichspasses verantwortlich. Zum Ausgleich von Toleranzen
der Spulen und Kondensatoren oder zur Verwendbarkeit solcher Bauelemente mit großen Toleranzen, sind
die Kondensatoren C7 und C8 durch veränderbare, parallelgeschaltete Kapazitäten C7', C8' einstellbar
ausgebildet.
Dazu dient ein U-förmig gebogenes Blechstanzteil 5, das mit zwei Schenkeln 6,7 in geringem Abstand von den
Festkondensatoren C7, C8 verläuft, mit zwei Laschen 8, 9 des Querteiles 10 die Platine 2 durchdringt und mit
dieser durch zwei Lötsteilen H, 12 sowohl mechanisch als auch elektrisch verbunden ist.
Für die bei diesem Ausführungsbeispiel zu erfüllenden Zwecke genügt eine verhältnismäßig geringe Kapazitätsänderung,
so daß die Scheibenkondensatoren C7, C8 verhältnismäßig kleine Durchmesser aufweisen
können und die Schenkel 6, 7 des Metallteils 5 keine Isolierschicht benötigen. Die Abstände der Schenkel 6,7
von den Festkondensatoren C7, C8 sind so gewählt, daß deren Kapazitäten zusammen mit den durch das
Metallteil 5 zusätzlich bewirkten Kapazitäten C7', C8' die theoretischen Sollkapazitäten ergeben, bei denen
die PolsteHen der Saugkreise ihre Soll-Resonanzfrequenz aufweisen (z. B. 444 MHz) und die Filterflanken
dem Sollverlauf entsprechen (Kurve I für die untere Flanke). Wird also der Schenkel 6 zum Festkondensaior
C7 hingebogen, so ergibt sich z. B. die Kurve II, wird er weggebogen, so verläuft die untere Flanke z. B. gemäß
der Kurve III.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Kondensator mit veränderbarer Kapazität, insbesondere zur Verwendung in Frequenzfiltern,
mit einem Festkondensatorteil sowie einem zur Veränderung der Kapazität gegen die Festkondensatorelektroden
bewegbaren Elektrodenteil, das mit einer der Festkondensatorelektroden leitend verbunden
ist, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegbare Elektrodenteil (5) als außerhalb des to
Festkondensators (CT) in geringem Abstand davon angeordnetes, aus leicht biegbarem, nicht sprödem
und wenig federndem Material bestehendes flächiges Metallteil ausgebildet und mit der abgewandten
Elektrode des Festkondensators (Cl) leitend verburden ist
2. Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegbare Elcktrotienteil (S)
aus Weißblech besteht.
3. Kondensator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche des Metallteiles (5)
mindestens ebenso groß ist wie die ihm direkt gegenüberliegende Fläche des Festkondensators
(Cl).
4. Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß wenigstens die dem
Festkondensator (Cl) gegenüberliegende Fläche des Metallteiies (5) mit einer Isolierschicht versehen
ist.
5. Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallteil (5)
mehrere durch einen Quersteg (10) miteinander verbundene Schenkel (6, 7) aufweist, die jeweils
einem Festkondensator (C7, CS) zugeordnet sind.
6. Kondensator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Quersteg (10) Befestigungseinrichtungen (8, 9) trägt, die zugleich für den
elektrischen Anschluß vorgesehen sind.
7. Kondensator nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallteil (5) einstückig ist.
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Publications (2)
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DE2751510A1 DE2751510A1 (de) | 1979-05-23 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3942509A1 (de) * | 1989-12-22 | 1991-06-27 | Hirschmann Richard Gmbh Co | Hochfrequenzschaltung |
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1977
- 1977-11-18 DE DE19772751510 patent/DE2751510C2/de not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Also Published As
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DE2751510A1 (de) | 1979-05-23 |
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