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Beschreibung
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Die Erfindung betrifft einen Schaltungsträger für eine elektronische
Schaltung. Dieser Schaltungsträger besitzt Abschirmungsteile, die es gestatten,
die Packungsdichte der für den Schaltungsträger vorgesehenen Hochfrequenzschaltung
zu erhöhen.
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Die Miniaturisierung elektrischer Schaltungen und Schaltungsanordnungen
ist bei vielen Geräten, so auch bei Fernsehgeräten, erwünscht. Aus diesem Grund
wurden Methoden zum Miniaturisieren einzelner Schaltungselemente, aus denen sich
die elektronische Schaltung zusammensetzt, und zur Erzielung einer hohen Packungsdichte
untersucht und entwickelt. Um eine hohe Packungsdichte zu erreichen, wurde bereits
vorgeschlagen, zwei Schaltungsplatinen, die jeweils auf ihrer Vorderseite Schaltungselemente
tragen, mit ihren Rückseiten zu verbinden. Zur Automatisierung der Montage und Bestückung
der Schaltungsplatinen werden in großem Umfang flächig montierte Schaltungselemente
eingesetzt.
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Zur Veranschaulichung der in Verbindung mit der Abschirmung einzelner
Schaltungselemente entstehenden Probleme soll zunächst ein herkömmlicher Schaltungsaufbau
anhand der Fig. 2 bis 5 erläutert werden. Dieser Schaltungsaufbau betrifft eine
zwei abstiinrtibare Kreise aufweisende Zweikreis-Zwischenstufenschaltung, die Bestandteil
eines UHF-Tuners eines Fernsehgeräts ist. Fig. 2 ist eine Schaltungsskizze einer
typischen Zweikreis-Zwischenstufenschaltung eines UHF-Tuners.
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Nach Fig. 2 wird ein von einer Antenne kommendes Hochfrenzsignal einem
Eingang 1 zugeführt, der einem
ersten Gate-Anschluß eines Hochfrequenz-Verstärkungs-FET
2 zugeführt wird. Das verstärkte Signal wird am Drain-Anschluß des FET 2 abgenommen,
welcher über einen Koppelkondensator 3 an eine primärseitige Resonanzschaltung angeschlossen
ist. Diese primärseitige Resonanzschaltung umfaßt eine primärseitige Resonanzleitung
4, die an eine primärseitige Kapazitätsdiode (Varactor) angeschlossen ist. Das andere
Ende der primärseitigen Resonanzleitung 4 ist geerdet, ebenso wie der andere Anschluß
der Kapazitätsdiode 5 über einen primärseitigen Abschlußkondensator 6 geerdet ist,
so daß die Resonanzleitung 4 effektiv zu dem Varactor 5 parallelgeschaltet ist.
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Räumlich parallel zu der primärseitigen Resonanzleitung 4 ist eine
sekundärseitige Resonanzleitung 7 angeordnet, deren eines Ende geerdet ist, während
das andere Ende an eine sekundärseitige Kapazitätsdiode (Varactor) 8 angeschlossen
ist. Der andere Anschluß des Varactors 8 ist über einen sekundärseitigen Abschlußkondensator
9 geerdet. Der Verbindungspunkt zwischen der sekundärseitigen Kapazitätsdiode 8
und dem sekundärseitigen Abschlußkondensator 9 ist mit einem Abstimmspannungs-Anschluß
10 verbunden, welchem eine Abstimmspannung zugeführt wird, die die Kapazität der
zwei Varactoren 5 und 8 verändert.
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Die Abstimmspannung wird dem Varactor 5 über eine Koppelspule 11 am
Verbindungspunkt zwischen der primärseitigen =Kapazitätsdiode 5 und dem primärseitigen
Abschlußkondensator 6 zugeführt. Zwischen der primärseitigen Resonanzleitung 4 und
der sekundärseitigen Resonanzleitung 7 befindet sich eine Abschirmplatte 13 mit
einem sie durchsetzenden Loch oder Koppelfenster 12. Durch das Fenster sind die
primärseitige Resonanzleitung 4 und die sekundärseitige Resonanzleitung 7 induktiv
mit geeignetem Kopplungskoeffizienten gekoppelt.
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Außerdem besitzt die Abschirmplatte 13 ein zweites Fenster 14 zur
Durchführung der Koppelspule 11. Die Zweikreisschaltung wird also gebildet durch
die Primär-und die Sekundär-Resonanzleitung 4 bzw. 7, die primärseitige und die
sekundärseitige Kapazitätsdiode 5 bzw.
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6, usw. Außerdem ist eine Mischleitung 15 so angeordnet, daß sie induktiv
mit der sekundärseitigen Resonanzleitung 7 gekoppelt ist. Die Mischleitung 15 ist
mit ihrem einen Ende geerdet und mit dem anderen Ende über einen Koppelkondensator
16 an einen Emitteranschluß eines Misöhtransistors 17 angeschlossen. Dieser Emitteranschluß
ist über einen weiteren Koppelkondensator 18 an einen Eingang 19 angeschlossen,
der von einem Empfangsoszillator ein Überlagerungssignal empfängt. Der Kollektor
des Mischtransistors 17 führt zu einem Zwischenfrequenzsignal-Ausgang 20, an dem
ein Zwischenfrequenzsignal abgegriffen wird.
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Die oben kurz beschriebene Zweikreis-Zwischenstufenschaltung eines
UHF-Tuners ist an sich bekannt, so daß die Arbeitsweise hier nicht näher erläutert
wird. Es sei angemerkt, daß die Aufgabe der Koppelspule 11 darin besteht, Abweichungen
in den Bandbreiten-Abstimmkennlinien zwischen dem Band des hohen Kanals und dem
Band des niedrigen Kanals des UHF-Tuners zu beseitigen, wie es an sich bekannt ist.
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Fig. 3 zeigt in perspektivischer Darstellung einen herkömmlichen Schaltungsaufbau
oder Schaltungsträger, wobei einige Teile weggebrochen sind, damit man die räumliche
Anordnung der Elemente der Schaltung nach Fig. 2 erkennen kann. In Fig. 3 sind die
Schaltungsteile, die in Fig. 2 schematisch dargestellt sind, mit entsprechenden
Bezugszeichen versehen.
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Nach Fig. 3 sind die primärseitige und die sekundärseitige Resonanzleitung
4 bzw. 7 sowie die primärseitige und die sekundärseitige Kapazitätsdiode 5 und 8
unterteilt in einen primärseitigen und einen sekundärseitigen Schaltungsabschnitt,
sie sind jedoch auf derselben Seite einerSchaltungsplatine 21 angeordnet, wobei
die Abschirmplatte 1#3 zwischen den beiden Schaltungsabschnitten steht. Die Abschirmplatte
13 hat das Fenster 14 oberhalb der Oberseite der Platine 21, und die Koppelspule
11 ist durch das Fenster geführt, um eine Verbindung zwischen der Primär- und der
Sekundärseite herzustellen. Schließlich ist die gesamte Schaltungsanordnung in ein
leitendes Gehäuse 22 eingekapselt, wobei die Abschirmplatte 13 und das Gehäuse 22
beispielsweise durch Löten elektrisch miteinander verbunden sind.
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Ein anderes Beispiel eines herkömmlichen Schaltungsaufbaus, bei dem
ein Teil der Schaltung nach Fig. 2 angeordnet ist, ist in den Fig. 4 und 5 dargestellt,
wobei Fig. 4 eine perspektivische Ansicht mit teilweise weggebrochenen Teilen und
Fig. 5 eine Schnittansicht des Schaltungsträgers nach Fig. 4 ist. In der Zeichnung
sind für entsprechende Schaltungselemente die gleichen Bezugszeichen vorgesehen
wie in den Fig. 2 und 3.
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Nach den Fig. 4 und 5 sind die primärseitige Resonanzleitung 4 und
die sekundärseitige Resonanzleitung 7 unterteilt in einen primärseitigen bzw. einen
sekundärseitigen Schaltungabschnitt, die auf derselben Seite einer zweiten Schaltungsplatine
23 angeordnet sind, wobei die Abschirmplatte 13 zwischen der primärseitigen Resonanzleitung
4 und der sekundärseitigen Resonanzleitung 7 positioniert ist. Die Koppelspule 11
ist auf der Oberseite der zweiten Schaltungsplatine 23 angeordnet und durchsetzt
das in der Abschirmplatte 3 ausgebildete
Fenster 14, um eine Verbindung
zwischen der Primärseite und der Sekundärseite herzustellen. Die Kapazitätsdioden
5 und 8 sind bei diesem Schaltungsaufbau flächig montierbare Schaltungselemente,
die dem primärseitigen bzw. dem sekundärseitigen Schaltungsabschnitt zugeordnet
und auf der Bodenseite einer ersten Schaltungsplatine 24 angeordnet sind, wobei
zwischen den beiden Kapazitätsdioden 5 und 8 eine zweite Abschirmplatte 25 positioniert
ist. Die erste Platine 24 und die zweite Platine 23 tragen beide keinerlei Schaltungselemente
auf ihren Rückseiten, und sie sind mit ihren Rückseiten direkt aneinander befestigt.
Der gesamte Schaltungsaufbau ist in einem Gehäuse 22 eingekapselt.
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Die Abschirmplatte 13, die zweite Abschirmplatte 25 und das Gehäuse
22 sind, beispielsweise durch Löten, elektrisch miteinander verbunden.
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Bei dem ersten Schaltungsaufbau nach Fig. 3 wird eine unerwünschte
kapazitive Kopplung zwischen der primärseitigen Kapazitätsdiode 5 und der sekundärseitigen
Kapazitätsdiode 8 durch die Abschirmplatte 13 im wesentlichen blockiert, so daß
die Zweikreis-Zwischenstufenschaltung zufriedenstellende Abstimmeigenschaften aufweist.
Da aber die primär- und die sekundärseitige Resonanzleitung 4 bzw. 7, die primär-
und die sekundärseitige Kapazitätsdiode 5 bzw. 8, und die Koppelspule 11 sämtlich
auf der Oberseite der einzelnen Schaltungsplatine 21 angeordnet sind, wird viel
Platz benötigt, was dem Wunsch einer hohen Packungsdichte zuwiderläuft.
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Diese Anordnung läßt sich also kaum miniaturisieren.
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Der Schaltungsaufbau nach den Fig. 4 und 5 wurde vorgeschlagen, um
die Packungsdichte des Aufbaus nach Fig. 3 zu erhöhen. Bei der Ausgestaltung nach
Fig. 4 und 5 sind auf der jeweiligen Rückseite der ersten Platine
24
und der zweiten Platine 23 keinerlei Schaltungselemente vorhanden, und die Platinen
sind mit ihren Rückseiten verbunden, so daß die Schaltungselemente in vertikaler
Richtung übereinander angeordnet werden.
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Hierdurch läßt sich der Montageplatz für die Resonanzleitungen 4 und
7, die Mischleitung 15 usw. reduzieren, was einer Erhöhung der Packungsdichte entspricht.
Diese Anordnung eignet sich mithin für die Miniaturisierung der elektronischen Anlage.
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Da auf der Vorderseite der ersten Schaltungsplatine 24 und der zweiten
Schaltungsplatine 23 flächig montierte Schaltungselemente montiert werden können,
eignet sich der Aufbau auch für die maschinelle Montage der Elemente auf den Platinen.
Die Verwendung flächig montierter Schaltungselemente erhöht zudem die Zuverlässigkeit
der Schaltungsverbindungen.
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Allerdings ergibt sich das Problem der kapazitiven Kopplung zwischen
der primärseitigen Kapazitätsdiode 5 und der sekundärseitigen Kapazitätsdiode 8.
Obschon ein Kopplungsweg in der Praxis mit Hilfe der Abschirmplatte 13 und der zweiten
Abschirmplatte 25 unterbrochen werden kann, verbleibt ein weiterer Kopplungsweg
P, der in Fig.
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5 durch eine gestrichelte Linie angedeutet ist. Dieser Kopplungsweg
P verläuft durch das Fenster 14 der Abschirmplatte 13, durch das die Koppelspule
11 geführt werden muß. Dieser Kopplunaseg P läßt sich bei der Anordnung gemäß Fig.
4 und 5 nicht verrreiden.Daraus ergibt sich, daß der Schaltungsaufbau nach Fig.
4 und 5 keine zufriedenstellende Abstimmung gewährleistet.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schaltungsaufbau bzw.
einen Schaltungsträger zu schaffen, der die oben aufgezeigten Nachteile vermeidet.
Es soll ein
Schaltungsaufbau geschaffen werden, bei dem zwei Schaltungsabschnitte
vollständig voneinander abgeschirmt werden können, wobei dennoch die Packungsdichte
erhöht ist.
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Die Lösung dieser Aufgabe ist in den Patentansprüchen angegeben.
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Bei dem erfindungsgemäßen Schaltungsaufbau wird eine kapazitive und/oder
induktive Kopplung zwischen den beiden Schaltungsabschnitten vermieden. Dies geschieht
mit Hilfe der zwischen der ersten und der zweiten Platine parallel zu den Platinen
eingelegten Erdungs-Metallplatte, von der eine Abschirm-Metallplatte durch die erste
Schaltungsplatine vorsteht. Diese von der Erdungsmetallplatte abstehende Abschirmungs-Metallplatte
unterteilt die Oberseite der ersten Schaltungsplatine in zwei wirksam voneinander
abgeschirmte Schaltungsabschnitte.
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Da die Erdungs-Metallplatte entlang der Rückseite der ersten Platine
verläuft und sich seitlich unter einem der zwei voneinander abzuschirmenden Schaltungsabschnitte
erstreckt, und weil weiterhin die Abschirmungs-Metallplatte vertikal von der Erdungs-Metallplatte
absteht und zwischen den be#iden Schaltungsabschnitten steht, lassen sich sämtliche
Wege für eine mögliche kapazitive oder induktive Kopplung zwischen den beiden Schaltungsabschnitten
wirksam unterbrechen. Insbesondere wird eine L-förmige Abschirmung durch die Erdungs-Metallplatte
und die Abschirmungs-Metallplatte geschaffen. Die zweite Platine ist bezüglich der
ersten Platine Rücken an Rücken angeordnet, wodurch die Packungsdichte der Schaltungsanordnung
erhöht wird. Die zweite Platine kann einen komplementären L-förmigen Abschirmungsaufbau
besitzen, so daß auch ihre Vorderseite in zwei Abschnitte unterteilt ist.
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Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der
Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Schnittansicht eines Schaltungsträgers
mit Abschirmung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, Fig. 2 eine Schaltungsskizze
einer Zweikreis-Zwischenstufenschaltung eines UHF-Tuners, Fig. 3 eine perspektivische
Ansicht eines herkömmlichen Schaltungsaufbaus mit teilweise weggebrochenen Teilen,
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines weiteren Beispiels eines herkömmlichen
Schaltungsträgers mit teilweise weggebrochenen Teilen, und Fig. 5 eine Schnittansicht
durch den Schaltungsträger nach Fig. 4.
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Fig. 1 zeigt im Querschnitt eine Ausführungsform eines Schaltungsträgers
(Schaltungsaufbaus), bei dem die erfindungsgemäße Abschirmstruktur zum Einsatz gelangt.
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Die Schaltungselemente und Teile, die sich von denen der Anordnung
nach Fig. 5 nicht unterscheiden, tragen entsprechende Bezugszeichen.
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Gemäß Fig. 1 ist eine Erdungs-Metallplatte 26 zwischen einer ersten
Schaltungsplatine 24 und einer zweiten Schaltungsplatine 23 etwa parallel zu den
beiden Platinen gehalten, wobei ein Abschnitt der Erdungs-Metallplatte 26 ausgeschnitten
und derart gebogen ist, daß ein etwa L-förmiger Querschnitt entsteht, wobei eine
Abschirmungs-Metallplatte 27 durch die Vorderseite der
der ersten
Risltungsplatine 24 vorsteht und zwischen der primärseitigen Kapazitätsdiode 5 und
der sekundärseitigen Kapazitätsdiode 8 positioniert ist. Die Erdungs-Metallplatte
26 und die Abschirmungsplatte 13 sind beispielsweise durch Löten elektrisch mit
dem Gehäuse 22 verbunden, um die Abschirmung um den primärseitigen Varactor 5 und
zwischen den Resonanzleitungen 4 und 7 zu vervollständigen.
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Mit einem solchen Aufbau läßt sich die Packungsdichte in gleicher
Weise verbessern wie bei dem Aufbau nach Fig. 5, und der Schaltungsträger eignet
sich für die maschinelle Montage der Bauelemente. Außerdem werden durch die Erdungs-Metallplatte
26, die sich entlang der Rückseite der ersten Platine 24 erstreckt, und die Abschirmungsmetallplatte
27, die die Platine durchdringt, sämtliche Wege für mögliche kapazitive Kopplung
zwischen der primärseitigen Kapazitätsdiode 5 und der sekundärseitigen Kapazitätsdiode
8 vollständig abgetrennt, und die Zweikreis-Zwischenstufenschaltung besitzt Abstimmkennlinien
akzeptabler Qualität. Außerdem kann die Erdungsmetallplatte 26 dazu verwendet werden,
ein Verstärkungsteil für die erste Platine 24 und die zweite Platine 23 zu halten.
Da die Abschirmungs-Metallplatte 27 als einstückiger Teil der Erdungs-Metallplatte
26 gebildet ist, indem ein Ausschnitt aus der Platte 26 gebildet und umgebogen ist,
ist kein besonderer Arbeitsschritt für die elektrische Verbindung mit der Abschirmungs-Metallplatte
27 notwendi#. Außerdem lassen sich in der Erdungs-Metallplatte 26 leicht Löcher
bilden zum Durchführen von Verbindungsteilen zwischen der ersten und der zweiten
Platine, d.h. zwischen dem Varactor 5 und der Resonanzleitung 4, indem beispielsweise
solche Löcher ausgestanzt werden.
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Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform
beschränkt. Beispielsweise reicht es aus, die Abschirmungs-Metallplatte 27 als aus
einer separaten Metallplatte hergestelltes Teil von der Erdungs-Metallplatte 26
abstehend an dieser zu befestigen, um die kapazitive Kopplung zwischen der primärseitigen
Kapazitätsdiode 5 und dem sekundärseitigen Varactor 8 zu blockieren. Es reicht aus,
entweder die kapazitive Kopplung oder die induktive Kopplung zwischen den beiden
Schaltungsabschnitten zu blockieren. Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht,
sieht die Erfindung vor, die Erdungs-Metallplatte entlang der Rückseite der ersten
Platine anzuordnen, auf deren Vorderseite zwei voneinander abzuschirmende Schaltungsabschnitte
angeordnet sind. Von der Erdungs-Metallplatte steht eine Abschirmungs-Metallplatte
ab, die zwischen den beiden Schaltungsabschnitten positioniert ist, damit eine kapazitive
und/oder induktive Kopplung zwischen den beiden Schaltungsabschnitten durch die
Erdungs- und die Abschirmungs-Metallplatte ausgeschlossen ist. Durch die Erfindung
wird also erreicht, daß die Packungsdichte der Schaltungsanordnung erhöht und die
elenktronische Ausrüstung miniaturisiert ist