DE3604730A1 - Schaltungstraeger fuer eine elektronische schaltung - Google Patents

Schaltungstraeger fuer eine elektronische schaltung

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DE3604730A1
DE3604730A1 DE19863604730 DE3604730A DE3604730A1 DE 3604730 A1 DE3604730 A1 DE 3604730A1 DE 19863604730 DE19863604730 DE 19863604730 DE 3604730 A DE3604730 A DE 3604730A DE 3604730 A1 DE3604730 A1 DE 3604730A1
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    • H05K9/002Casings with localised screening
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Description

  • Beschreibung
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Die Abschirmplatte 13, die zweite Abschirmplatte 25 und das Gehäuse 22 sind, beispielsweise durch Löten, elektrisch miteinander verbunden.
  • 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.
  • Diese Anordnung läßt sich also kaum miniaturisieren.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Die Lösung dieser Aufgabe ist in den Patentansprüchen angegeben.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Fig. 1 zeigt im Querschnitt eine Ausführungsform eines Schaltungsträgers (Schaltungsaufbaus), bei dem die erfindungsgemäße Abschirmstruktur zum Einsatz gelangt.
  • Die Schaltungselemente und Teile, die sich von denen der Anordnung nach Fig. 5 nicht unterscheiden, tragen entsprechende Bezugszeichen.
  • 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.
  • 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.
  • 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

Claims (4)

  1. Schaltungsträger für eine elektronische Schaltung Patentansprüche 1. Schaltungsträger für eine elektrische Schaltung, g e k e n n z e i c h n e t durch - eine erste und eine zweite Schaltungsplatine (24, 23), die mit einander zugewandten Rückseiten angeordnet sind, wobei auf der Vorderseite der ersten Platine (24) zwei voneinander abzuschirmende Schaltungselemente (5, 8) angeordnet sind, - eine zwischen der ersten und der zweiten Platine (24, 23) eingelegte Erdungs-Metallplatte (26), und - eine Abschirmungs-Metallplatte (27), die von der Erdungs-Metallplatte (26) absteht, die erste Platine (24) durchsetzt und zwischen den zwei Schaltungselementen (5, 8) positioniert ist.
  2. 2. Schaltungsträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erdungs-Metallplatte (26) und die davon abstehende Abschirmungs-Metallplatte (27) eine Abschirmungs-Struktur mit etwa L-förmigem Querschnitt bilden.
  3. 3. Schaltungsträger nach Anspruch 1 und 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Abschirmungs-Metallplatte einstückig mit der Erdungs-Metallplatte (26) ausgebildet ist.
  4. 4. Schaltungsträger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, g e k e n n z e i c h n e t durch eine Metallgehäuse (22), welches die Erdungs-Metallplatte praktisch vollständig umgibt und damit elektrisch verbunden ist.
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