DE3926231A1

DE3926231A1 - Kleine abgleichbare induktivitaet

Info

Publication number: DE3926231A1
Application number: DE19893926231
Authority: DE
Inventors: Michael Franke
Original assignee: Hans Kolbe and Co
Current assignee: Fuba Hans Kolbe and Co
Priority date: 1989-08-09
Filing date: 1989-08-09
Publication date: 1991-02-14

Description

Die Erfindung betrifft eine Spulenanordnung für Schaltungen der Hochfrequenztechnik im SAT-ZF-Bereich (950 bis 1750 MHz).

Als induktive Bauelemente sehr kleiner Induktivität sind u. a. bekannt:

a) die zylindrische Luftspule mit ≧ 12 nH je Windung,
b) die Parallelschaltung zweier Luftspulen, die Werte ≧ 6 bis nH je Windung beider Spulen ergibt,
c) die Drahtbrücke mit ≧ 1 nH je mm Drahtlänge und
d) die gedruckte Leiterbahn mit Werten ≧ 0,5 nH je mm Länge.

Dabei ist zu berücksichtigen, daß die Anschlüsse der bedrahteten Bauelemente auf der Schaltungsplatine allein schon eine Induktivität von insgesamt etwa 3 bis 5 nH aufweisen.

Die Drahtbrücke und die gedruckte Leiterbahn - die den Vorteil sehr kleiner Induktivitäten bieten - haben den Nachteil, daß sie sich nicht abgleichen lassen und daß die Güte mit durchschnittlich etwa Q=10 sehr gering ist.

Für Schaltungen im SAT-ZF-Bereich werden Induktivitäten mit Werten ab 3 nH aufwärts benötigt, die sich mit hoher Genauigkeit - mög lichst auf einfache Weise - abgleichen lassen. Diese Forderung läßt sich mit den Anordnungen des bekannten Stands der Technik, zumindest im unteren Bereich, nicht befriedigend lösen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit geringem Kosten- und technologischem Aufwand eine Induktivität für den SAT-ZF-Bereich zu schaffen, die sich mit hoher Genauigkeit auch im Bereich weniger nH abgleichen läßt und eine ausreichende Güte hat.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs angegebenen Mittel gelöst.

Das Ergebnis sind zwei quasi parallelgeschaltete, räumlich in einandergefügte Spulen, deren in Richtung der gemeinsamen Achse sich abwechselnde Windungen gegenläufigen Stromfluß haben. Die magnetischen Felder haben demgemäß entgegengesetzte Richtung und können einander aufheben bzw. gestatten eine sehr feine Einstellung der Gesamtinduktivität durch Windungsspreizung, selbst bei Werten gegen 0.

Die Anordnung läßt sich einfach und ohne besondere Vorkehrungen herstellen. Das räumliche Ineinander der beiden Spulen ergibt eine ideale Verkopplung der beiden Magnetfelder und damit den großen Variationsbereich der Abgleichung.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 Filterschaltung mit Tiefpaß

Fig. 2 Eine perspektivische Ansicht der Spulenpaarung

Fig. 3 Ein Ersatzschaltbild

Für den Tiefpaß der Schaltung in Fig. 1 werden Schwingkreise mit 3 nH/6 pF bzw. mit 5 nH/1,8 pF benötigt. Der Tiefpaß soll bis 1000 MHz durchlassen und ab 1050 MHz sperren.

Nach dem bekannten Stand der Technik gab es keine andere Möglich keit, die Induktivität 1 mit 3 bis 5 nH in der Schaltung zu realisieren, als die schon beschriebene Drahtbrücke bzw. die gedruckte Leiterbahn, die beide nicht abgeglichen werden können und eine geringe Güte haben.

Die Erfindung löst das Problem, indem das Prinzip der durch Win dungsspreizung abgleichbaren Luftspule auch für Induktivitäten unter 10 nH anwendbar gemacht wird.

Das Spulenpaar, das in Fig. 1 nicht maßstäblich und nicht in den genauen maßlichen Proportionen dargestellt ist, hat einen Innen durchmesser von 2 mm und einen Drahtdurchmesser von 0,4 mm. Es be steht aus den beiden isolierten Drähten 2 und 3, die bei der Spu lenfertigung gemeinsam auf einen Dorn gewickelt wurden und an den Anschlußenden verdrillt sind. Die Verdrillung hat fertigungstech nische Vorteile.

Die Windungszahl beträgt hier 3 je Spule.

Durch Verlängerung der Anschlußenden parallel zur Platinenoberflä che, z. B. beidseitig rechtwinklig zur Spulenachse, kann auf einfache Weise SMD-Montage ermöglicht werden.

In Fig. 2 ist zu erkennen, daß hier im Prinzip eine Parallel schaltung zweier Spulen 4 und 5 vorliegt, bei der die Anschlüsse der Spule 5 seitenvertauscht sind.

Der für die erfindungsgemäße Aufgabe vorteilhafte Effekt der Parallelschaltung zweier Spulen bleibt erhalten: Der Verlustwider stand wird im Vergleich zur Einzelspule auf die Hälfte gesenkt. Das erklärt die relativ hohe Güte des neuen Bauteils. Für die hier beschriebene Anordnung beträgt die Güte Q=30.

Claims

Kleine abgleichbare Induktivität für Schaltungen der Hochfrequenz technik, dadurch gekennzeichnet, daß die Windungen 2, 3 zweier Luftspulen 4, 5 mit gleichem Durchmesser parallel gewickelt und ihre Anschlüsse kreuzweise galvanisch verbunden sind.