DE3942509C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Hochfrequenzschaltungen gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 bis 6. Die sogenannten "gedruckten Spulen" in Hoch­ frequenzschaltungen sind allgemein bekannt und werden dort wegen ihrer kosten­ günstigen Herstellbarkeit, ihres raumsparenden Aufbaus sowie der exakten Reproduzierbarkeit genauer Induktivitätswerte in der Serienfertigung zu­ meist den aus Draht gewickelten Spulen vorgezogen.

Gedruckte Spulen sind allerdings nicht abstimmbar, so daß ihr Anwendungs­ bereich stark eingeschränkt ist. Insbesondere auf dem weiten Gebiet der abstimmbaren Filter sind Kondensatoren mit einstellbarer Kapazität häufig entweder zu teuer oder es reicht bei preiswerteren Ausführungen z. B. ge­ mäß der DE-PS 27 51 510 der Kapazitätsvariationsbereich nicht aus, was vor allem bei Verwendung von SMD-Kondensatoren wegen deren kleiner Elek­ trodenfläche und der Keramikumhüllung der Fall ist. Andererseits werden aber gerade SMD-Bauteile wegen der damit kostengünstig herstellbaren Schaltungen in immer größerem Umfange eingesetzt.

Auch bei Schaltungen ohne Kondensatoren, beispielsweise RL-Gegen­ kopplungsschaltungen für Verstärker, sind oftmals abstimmbare Spulen er­ forderlich, aber zugleich die Vorteile gedruckter Spulen erwünscht.

Abstimmbare gedruckte Spulen sind an sich beispielsweise bereits aus DE-OS 32 08 764 oder DE-AS 12 41 913 bekannt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Hochfrequenzschal­ tung nach dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 bis 6 derart weiterzubilden, daß ihre Induktivi­ tät auf möglich einfach und kostengünstige Weise einstellbar ist.

Diese Aufgabe ist jeweils durch die kennzeichnenden Merkmale der Patent­ ansprüche 1 bis 6 gelöst. Dadurch ist bei allen Ausführungen mit geringem Aufwand die Verwendung gedruckter Spulen auch in abstimmbaren Hoch­ frequenzschaltungen ermöglicht, bei denen zur Abstimmung eine Kapazitäts­ änderung nicht möglich ist oder nicht ausreicht. Der Anwendungsbereich gedruckter Spulen ist damit erheblich erweitert. Insbesondere kann bei­ spielsweise auch bei LC-Schaltungen mit SMD-Kondensatoren ein großer Ab­ stimmbereich erzielt werden.

Die Ausführung gemäß Anspruch 1 ist außerordentlich kostengünstig, weil die Halterung und Verstelleinrichtung des Ferritkörpers lediglich aus zwei, auf der Schaltungsplatine vorzugsweise durch Anlöten zu befesti­ genden Drähten besteht und der Ferritkern mit den beiden angeklebten biegsamen Drähten bereits als kostentgünstiges Bauteil (für drahtge­ wickelte Spulen mit Ferritkern) im Handel ist. Durch entsprechendes Ver­ biegen der Drähte kann sowohl der Abstand des Ferritkerns von der HF- Spule als auch der Überdeckungsgrad auf einfachste Weise in weiten Gren­ zen eingestellt werden. Die Drähte bestehen aus bleibend verformbarem Ma­ terial, ihre Abmessungen sind entsprechend den Bedürfnissen des Einzel­ falles, insbesondere hinsichtlich der Stabilität, und zusammen mit den Abmessungen und dem Material des Ferritkerns auch bezüglich des gewünsch­ ten Variationsbereiches gewählt.

Noch billiger ist eine Ausführung nach Anspruch 2, weil dabei die Befestigung (zum Beispiel durch Kleben) der Drähte am Ferritkern entfällt und Rohrkerne als preiswerte Massenartikel zur Verfügung stehen. Bei die­ ser Lösung sind an sich die Drahtenden voneinander isoliert auf der Schaltungsplatine zu befestigen, ab Frequenzen oberhalb von etwa 40 MHz funktioniert die Schaltung jedoch auch dann, wenn beide Drahtenden zweck­ mäßigerweise auf der Massefläche angelötet sind, weil sich bei diesen Frequenzen aufgrund der hohen Permeabilität des Ferritkerns die Bedämp­ fung durch die Draht-Kurzschlußwindung nicht spürbar nachteilig auswirkt.

Für größere Induktivitätsänderungs- und damit Abstimmbereiche eignet sich eine in Anspruch 3 angegebene Ausführung aufgrund der größeren, der ge­ druckten Spule gegenüberliegenden Ferritfläche. Dies gilt besonders, wenn die Fläche der mäanderförmig ausgeführten Spule groß ist. Auch hier könn­ ten grundsätzlich biegsame Drähte zum Halten des Ferritkörpers und seiner Abstandseinstellung verwendet werden, ein Metallstreifen entsprechender Breite und Stärke weist jedoch eine in vielen Anwendungsfällen erforder­ liche höhere mechanische Stabilität auf.

Besonders kostengünstig in der Serienfertigung ist die Ausbildung des Ferritkörpers als auf den Metallstreifen aufgebrachte Schicht beziehungs­ weise Beschichtung, weil dabei keine aufwendige Befestigung zum Beispiel durch Kleben erforderlich ist (Anspruch 4).

Bei einer Ausführung gemäß Anspruch 5 ist die Induktivität der Spule nach einem dem bekannten Drehkondensator verwandten Prinzip variierbar, wobei ebenfalls eine geringe Bauhöhe erreicht und zur Induktivitätsänderung nur der Überbrückungsgrad verstellbar ist. Das Kunststoffträgerteil kann da­ bei ebenso wie der Ferritkörper alle möglichen Formen aufweisen. zweck­ mäßig ist es zumeist, die Fläche des Ferritkörpers in seiner Form derje­ nigen der Spule anzupassen, so daß bei entsprechender Wahl des Drehpunk­ tes ein Überdeckungsgrad zwischen 0 und 100% einstellbar ist.

Das Prinzip des drehbaren Ferritkörpers über einer gedruckten Spule an sich ist bereits aus DE-OS 32 08 764 bekannt. Dort ist aber nichts über eine Fassung des Ferritsteils angegeben.

Eine weitere vorteilhafte Ausführung der Erfindung ist in Anspruch 6 be­ schrieben, bei der der Abstand des Ferritkörpers von der Spule sehr fein und doch genau und stabil änderbar ist. Bei entsprechender Gestaltung des Ferritkörpers ist dabei zugleich der Überdeckungsgrad variierbar.

Bei allen Ausführungen gemäß den Ansprüchen 4 bis 6 ist zur Sicherung seiner Soll-Lage der Ferritkörper (beispielsweise durch Sicherungslack) festlegbar.

Die Figuren zeigen drei Ausführungsbeispiele der Schaltung in schematischer Darstellung, jeweils als teilweise geschnit­ tene seitliche Ansicht (Fig. 1a, 2a, 3a) und in Draufsicht (Fig. 1b, 2b, 3b).

Bei allen Ausführungsbeispielen ist der Kondensator K ein SMD-Bauteil, das auf einer einseitig mit Metallbelag versehenen Druckplatine P ange­ ordnet und in Serie zu einer gedruckten Spule S geschaltet ist. Der zweite Anschluß des Kondensators K ist jeweils am Massebelag M der Druck­ platine P angelötet. In den LC-Schaltungen nach den Fig. 1 bis 2 ist die Spule S mäanderförmig (relativ kleine Induktivität), bei der in Fig. 3a und 3b dargestellten Schaltung nach Art einer Spirale (hohe Induktivität) aufge­ baut. Der zweite Anschluß des Kondensators K ist jeweils am Massebelag M der Druckplatine P angelötet.

In der Ausführung nach den Fig. 1a, 1b ist ein zylindrischer Ferritkörper F vorgesehen, an dessen Stirnflächen jeweils ein biegsamer Draht D in ei­ ner zentralen Ausnehmung eingeklebt ist. Derartige Ferritkörper F sind als Fertigbauteile zum Aufbau von zylindrischen Drahtspulen mit in ihrem Innenraum fest angeordnetem Ferritkern bekannt und als Massenartikel auf dem Markt. Die freien Drahtenden sind am Massebelag M angelötet. Länge, Stärke und Material der Drähte D sind so gewählt, daß durch entsprechen­ des Verbiegen der Ferritkörper F etwa parallel zur Druckplatine P über der Spule S innerhalb eines weiten Bereiches in gewünschtem Abstand zu dieser positioniert werden kann und in der Soll-Lage ausreichend stabil ist. Bei Ferritkörpern mit hoher relativer Permeabilität ist bereits mit dieser Anordnung ein so großer Variationsbereich der Spuleninduktivität erreichbar, daß eine zusätzliche Kapazitätsänderung in den meisten Fällen unnötig ist.

Der gleiche Aufbau einer gedruckten Spule mit veränderbarer Induktivität ist mit einem Rohrkern möglich, durch den ein Draht geführt ist, dessen Enden auf dem Massebelag angelötet sind. Die dabei gebildete Kurz­ schlußwindung wirkt sich, wie bereits zu Anspruch 3 beschrieben, bei Fre­ quenzen oberhalb 40 MHz praktisch nicht nachteilig aus. In beiden Fällen ist aufgrund der Biegsamkeit der Drähte D in verschiedene Richtungen nicht nur der Abstand des Ferritkörpers zur Spule, sondern auch der Über­ deckungsgrad einstellbar und damit eine schnelle und feine Abstimmung möglich.

Bei der in Fig. 2 wiedergegebenen LC-Schaltung ist anstelle der Drähte D ein Blechstreifen B vorgesehen, der an seinem freien Endteil einen plat­ tenförmigen Ferritkörper F trägt, dessen Fläche und Form etwa derjenigen der Spule S entspricht und damit ein Überdeckungsgrad von 100% ermög­ licht.

Der bleibend verformbare Blechstreifen B bietet zwar nur die Möglichkeit der Änderung des Abstandes des Ferritkörpers F von der Spule S, aber da­ für den Vorteil einer hohen mechanischen Stabilität, die auch bei Er­ schütterungen eine dauerhaft sichere Einhaltung des Sollabstandes gewähr­ leistet. Der große Überdeckungsgrad ermöglicht darüber hinaus einen wei­ ten Induktivitäts-Variationsbereich.

Der Blechstreifen B ist auf der nichtbeschichteten Seite der Druckplatine P angeordnet und zum Massebelag M durchkontaktiert. Dies hat zwei Vor­ teile: zum einen kann die gesamte Druckplatine P kostengünstig in einem Arbeitsgang, zum Beispiel im Tauchlötverfahren maschinell gelötet werden, zum anderen muß nicht darauf geachtet werden, daß der Ferritkörper F die Metallfläche der Spule S nicht berührt, weil beide Teile durch die Iso­ lierschicht der Druckplatine P voneinander getrennt sind.

Bei der Ausführung nach Fig. 3a und 3b ist bei konstantem Abstand lediglich der Überdeckungsgrad der Spule S durch den Ferritkörper F änderbar. Dazu ist ein um eine zur Druckplatine P senkrechte Achse A schwenkbares Kunst­ stoff-Trägerteil T auf der nichtbeschichteten Platinenseite vorgesehen, auf welchem der plattenförmige Ferritkörper F zum Beispiel durch Kleben befestigt ist. Die Fläche des Ferritkörpers F und ihre Form entsprechen zumindest in etwa derjenigen der Spule S, so daß auch hier i.V.m. der Be­ messung von Stärke und Material des Ferritkörpers F ein großer, den je­ weiligen Bedürfnissen des Einzelfalles fein anpaßbarer Abstimmbereich ge­ geben ist. Die Achse A ist zur Sicherung der Sollstellung des Trägerteils T festlegbar.

Claims (6)

1. Hochfrequenzschaltung mit wenigstens einer auf einer Schaltungspla­ tine in Drucktechnik ausgeführten Spule und einem Ferritkör­ per, dessen Abstand von der Spule und/oder dessen dieser ge­ genüberliegende Fläche (Überdeckungsgrad) einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ferritkörper (F) ein zylindrischer Kern ist, der von an seinen Enden befestigten biegsamen Drähten (D) aus nichtfederndem Material gehalten wird, die andernends an der Schaltungsplatine (P) befestigt sind.

2. Hochfrequenzschaltung mit wenigstens einer auf einer Schaltungspla­ tine in Drucktechnik ausgeführten Spule und einem Ferritkör­ per, dessen Abstand von der Spule und/oder dessen dieser ge­ genüberliegende Fläche (Überdeckungsgrad) einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ferritkörper ein Rohrkern ist, der von einem durch seine Bohrung verlaufenden biegsamen Draht aus nicht­ federndem Material gehalten wird, dessen Endteile an der Schaltungs­ platine befestigt sind.

3. Hochfrequenzschaltung mit wenigstens einer auf einer Schaltungspla­ tine in Drucktechnik ausgeführten Spule und einem Ferritkör­ per, dessen Abstand von der Spule und/oder dessen dieser ge­ genüberliegende Fläche (Überdeckungsgrad) einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ferritkörper (F) eine Platte ist, die an einem Endteil eines andernends an der Schaltungsplatine (P) befe­ stigten biegsamen Metallstreifens (B) aus nichtfederndem Material an­ gebracht ist.

4. Hochfrequenzschaltung mit wenigstens einer auf einer Schaltungspla­ tine in Drucktechnik ausgeführten Spule und einem Ferritkör­ per, dessen Abstand von der Spule und/oder dessen dieser ge­ genüberliegende Fläche (Überdeckungsgrad) einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ferritkörper eine auf einen Endteil eines andernends an der Schaltungsplatine befestigten biegsamen Metallstreifens aus nichtfederndem Material aufgebrachte Schicht ist.

5. Hochfrequenzschaltung mit wenigstens einer auf einer Schaltungspla­ tine in Drucktechnik ausgeführten Spule und einem Ferritkör­ per, dessen Abstand von der Spule und/oder dessen dieser ge­ genüberliegende Fläche (Überdeckungsgrad) einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ferritkörper (F) auf einem parallel zur Schaltungsplatine (P) um eine zu dieser senkrechten Achse (A) drehbar angeordneten Trägerteil (T) aus Kunststoff angebracht ist.

6. Hochfrequenzschaltung mit wenigstens einer auf einer Schaltungspla­ tine in Drucktechnik ausgeführten Spule und einem Ferritkör­ per, dessen Abstand von der Spule und/oder dessen dieser ge­ genüberliegende Fläche (Überdeckungsgrad) einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ferritkörper oder eine ihn tragende Kunststoffplatte eine Gewindebohrung aufweist und damit auf einem etwa im Zentrum der Spule senkrecht von der Schaltungsplatine abra­ genden Gewindezapfen verschraubbar angeordnet ist.