DE7918406U1

DE7918406U1 - Aus keramikresonatoren aufgebautes filter

Info

Publication number: DE7918406U1
Application number: DE19797918406
Authority: DE
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1979-06-27
Filing date: 1979-06-27
Publication date: 1983-04-07

Description

W.Heck-W.Friedel 6-2

Aus Keramikresonatoren aufgebautes Filter

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf aus Keramikresonatoren aufgebaute Filter. Wie vorher die Quarze so hat man auch die Keramikresonatoren zunächst in Gehäusen einzeln oder zu Gruppen vereint untergebracht. Hierbei sind die unterschiedlichsten Gehäusekonstruktionen verwendet worden, wobei die DE-OS 21 23 823 und 24 59 037 hierfür als Beispiel dienen mögen. Die heutigen Keramikresonatoren bestehen aus PZT-Massen, also Keramiken auf Blei-Zirkon-Titanbasis, die ein geeignetes Ausgangsmaterial für eine industrielle Massenfertigung bilden. Da einmal die Gehäuse die Herstellungskosten der Filter erhöhen, diese aber für bei Rundfunk und Fernsehen eingesetzten Filtern technisch auch gar nicht notwendig sind, da die Anforderungen nicht so hoch sind, daß etwa der Luftdruckeinfluß eliminiert oder eine Korrosionsbeständigkeit bei Anwesenheit beliebiger Atmosphärilien über Jahrzehnte gewährleistet werden muß , besteht deshalb der Wünsch Keramikresonatoren genau so wie andere Bauelemente wie z.B. Widerstände, Kondensatoren usw. in einen Schaltungsträger einzusetzen und durch die auf diesem befindlichen Leiterbahnen zu einer ge- I wünschten Filterkonfiguration zu vereinigen. Die vorliegende Erfindung stellt sich deshalb zur Aufgabe einen hierfür geeigneten Aufbau eines Filters mit Keramikresonatoren anzugeben, wobei die Lösung dieser Aufgabe und ihre Weiterbildung den Ansprüchen zu entnehmen ist.

Die Erfindung soll nun an Hand der in den Figuren dargestellten Beispiele eingehend beschrieben werden. Es zeigt dabei: Fig. 1 den Aufbau eines aus vier Keramikresonatoren bestehenden Filters auf einem Schaltungsträger in Aufsicht Fig. 2 diesen Aufbau im Querschnitt

Fig. 3 das gleiche Filter bei einer anderen Ausbildung des Schaltungsträgers

Dr. Le/Sam ~l~

30.5.79

- 5 -W.H'?ck-W.Friedel 6-2

einen Querschnitt durch den Aufbau nach Fig. 3 die Unterbringung von zwei Keramikresonatoren in einem Durchbruch des Schaltungsträgers die Anordnung nach Fig. 5 im Querschnitt die Unterbringung von zwei Keramikresonatoren in einem schlitzförmigen Einschnitt des Schaltungsträgers die Anordnung nach Fig. 7 im Querschnitt den Aufbau eines Keramikresonators auf einem Schaltungsträger ohne Aussparungen Fig. 10 den Aufbau nach Fig. 9 in Querschnitt

Die Figur 1 zeigt einen Schaltungsträger 5 in Aufsicht, wobei Fig. 2 ihn im Querschnitt zeigt. Auf ihm befinden sich die Leiterbahnen 8 mit den Anschlüssen 9, 9' und 9¹¹· In dem Schaltungsträger 5 befinden sich Aussparungen 6,6'₃6'' und 6¹¹' in Form von rechteckigen Durchbrüchen. In jedem dieser Durchbrüche ist nun einer der Keramikresonatoren 1₅2₅3 und k angeordnet, die Longitudinalschwingungen ausführen mögen. Im schwingungsneutralen Bereich der Keramikresonatoren 1...¹I sind Haltedrähte angebracht, die leitend und jeweils mit einem Elektrodenbelag der Keramikresonatoren verbunden sind. Das freie Ende dieser Haltedrähte ist jeweils mit einer zugeordneten Leiterbahn 8 mechanisch und elektrisch z.B. durch Löten verbunden, sodaß die Keramikresonatoren 1. ..Ί auf diese Weise gleichzeitig mechanisch festgelegt und elektrisch zur gewünschten Filterkonfiguration verbunden werden. Es braucht wohl nicht besonders betont zu werden, daß der Schaltungsträger nicht nur die Keramikresonatoren für das Filter enthalten muß, sondern sich auf ihm auch andere Bauelemente wie Widerstände, Kondensatoren und Halbleiter wie Dioden, Transistoren oder ganze integrierte Schaltkreise befinden können. Der Schaltungsträger 5 mag hierbei eine sogenannte Leiterplatte,

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W.Heck-W.Priedel 6-2

ein mit Leiterbahnen versehenes Substrat oder auch eine söge·" nannte Dick- oder Dünnfilmschaltung sein. Wesentlich ist nur, äaß die Keramikresonatoren mittels der Haltedrähte gleichzeitig mechanisch festgelegt und elektrisch in die gewünschte Schaltungskonfiguration eingefügt werden.

Eine Variante dieser Anordnung ist in Figur 3 in Aufsicht und in Figur 4 im Querschnitt dargestellt. Hier haben die Aussparungen 6,6',6^fl und 6¹¹' in dem Schaltungsträger 5 die Form von schlitzförmigen Einschnitten in einem Rande bzw. mehreren Rändern. Es sind wiederum 1..Λ die Keramikresonatoren mit den Haltedrähten 7 und 8 die Leiterbahnen auf dem Schaltungsträger 5 mit den Anschlüssen 9j 9' und 9¹', für die das zur Figur 1 und 2 ausgeführte unverändert auch hierfür gilt.

Eine Variante zu Fig. 1 und 2 zeigt Fig. 5 und 6. Hier sind in einer als rechteckiger Durchbruch ausgebildeten Aussparung 6 nebeneinander zwei Keramikresonatoren 1 und 2 untergebracht. Der Schaltungsträger 5 trägt hier auf Vorder- und Rückseite Leiterbahnen, wobei die der Rückseite, wenn die zu realisierende Schaltungskonfiguration dieses zuläßt, auch als geschlossener Massebelag ausgebildet sein kann.

Bei den Keramikresonatoren 1 und 2 sind die Haltedrähte 7 in einer schwingungsneutralen Knotenlinie angebracht und ragen einseitig über den Resonator hinaus, sodaß der auf der Resonatorvorderseite angebrachte Haltedraht mit einer Leiterbahn 8 auf der Schaltungsträgervorderseite und der Haltedraht auf der Resonatorrückseite mit einer entsprechenden Leiterbahn oder dem Massebelag auf der Schaltungsträgerrückseite verbunden wird.

- 7 W.Heck-W.Priedel 6-2

Fig. 7 und 8 zeigt nun die Unterbringung zweier Keramikresonatoren 1 und 2 in einer als schlitzförmigen Einschnitt ausgebildeten Aussparung 6 eines Schaltungsträgeis 5· Diese Modifikation unterscheidet sich von der Ausführung nach Fig. 5 und 6 dadurch, daß die beiden Keramikresonatoren 1 und 2 durch einen Koppeldraht 10 mechanisch miteinander verkoppelt sind. Dieser Koppeldraht verbindet zwei zwischen Schwingungsbauch und Knotenlinie liegende Stellen der Keramikresonatoren 1 und 2 miteinander, wobei der Kopplungsgrad bei einer Verlagerung der Koppelstelle zum Schwingungsbauch hin zunimmt. Obwohl für die vorliegende Erfindung nicht wesentlich sei bemerkt, daß dieser Koppeldraht 10 einmal aus einem Isolierstoff bestehen kann bzw. elektrisch isolierend mit den Keramikresonatoren 1 und 2 verbunden sein kann. In diesem Falle kann die elektrische Verbindung zu den Elektrodenbelägen über einen rückseitigen Haltedraht 7 wie in Fig. 6 erfolgen. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, daß der Koppeldraht 10 die rückseitigen Elektrodenbeläge der Keramikresonatoren 1 und 2 leitend verbindet und die Verbindung mit dem Anschluß 9¹' des Schaltungsträgers 5 über eine flexible Verbindungsleitung erfolgt, während die vorderseitigen Elektrodenbeläge durch die Haltedrähte 7 mit den Leiterbahnen 8 und über diese mit den Anschlüssen 9 und 9' verbunden sind. Eine andere Möglichkeit besteht darin den Koppeldraht 10 einseitig oder beidseitig über die Resonatoren 1 und 2 herausstehen zu lassen und diese Enden mit rückseitigen Leiterbahnen zu verbinden. Hiei-durch wird dann nicht nur eine elektrische Zuleitung zu den rückseitigen Elektroden-belägen sondern auch noch eine mechanische Dämpfung bewirkt, die sich durch Länge und Biegest&ife der heraustehenden Enden regeln läßt.

Eine letzte Variante zeigt Figur 9 und 10. Hier sind die

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- 8 W.Heck-W.Friedel 6-2

Aussparungen 6 in Form von Durchbrüchen oder schlitzförmigen Einschnitten im Schaltungsträger 5 fortgefallen. Die Keramikresonatoren 1...4 werden an den Enden ihrer in der Knotenlinie angebrachten Haltedrähte 7 mit in den Leiterbahnen 8 (?i*.s Schaltungsträgers 5 vorgesehenen Lötaugen verlötet. Auch hier erfolgt also durch die Haltedrähte sowohl die mechanische Fixierung der Resonatoren wie auch der elektrische Ansdluß ihrer Elektrodenbeläge.

Claims

W.Heck-W.Friedet 6-2 Standard Elektrik Lorenz AG, otuttgart Schutzanspruche

1. Aus Keramikresonatoren aufgebautes Filter, d a durch ge kennzeichne t^daßiraschwingungsneutralen Bereich der Keramikresonatoren (1 4)

Haltedrähte (7) angebracht sind und daß diese Haltedrähte (7) einerseits am ELektrodenbels^ der Keramikresonatoren (1...4) und anderseits an auf einem Substrat <5) befindlichen Leiterbahnen (8) befestigt sind.

2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (5) Aussparungen (6, 6¹, 6¹¹, 6¹¹¹) aufweist, daß die Leiterbahnen (8) entlang den Kanten dieser Aussparungen (6, 6¹, 6^TI, 6'¹¹) verlaufen, daß die Keramikresonatoren (1, 2, 3, 4) innerhalb der Aussparungen (6, 6¹, 6¹¹. 6^IfI) untergebracht und daß sie durch Verbinden ihrer Haltedrähte (7) mit den Leiterbahnen (8) mechanisch gehaltert sind.

3. Filter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparungen (6, 6', 6¹¹, 6'¹¹) als rechteckförmige Durchbrüche im Substrat (5) ausgebildet sind.

4. Filter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparungen (6, 6', 6¹¹, 6¹¹¹) als schlitzförmige Einschnitte in den Rändern des Substrats (5) ausgebildet sind.

ZT/P21-Fr/ki - 2 -

4.1.1983

- β * fe

W.Heck-W.Friedet, 6-2

5. Filter nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb einer Aussparung (6 bzw. 6' bzw. 6¹¹ bzw. 6¹¹¹) des Substrats (5) ein Kerauikresonator (1 bzw. 2 bzw. 3 bzw. 4) untergebracht ist.

6. Filter nach tinem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb einer Aussparung (6) des
Substrats C5) zwei Ksranii kresc.natoren CI, 2) nebeneinander angeordnet sind.

7. Filter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß von jedem der beiden Keramikresonatoren (1, 2) ein Haltedraht (7) mit einer Leiterbahn (8) auf dem Substrat C5) verbundsn ist, daß die beiden Keramikresonatoren (1, 2) durch einen an einer Stelle zwischen Schwingungsbauch und Knotenlinie der beiden Resonatoren angebrachten Koppeldraht (10) miteinander mechanisch verbunden sind.

8. Filter nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich Leiterbahnen (8, 8¹) auf beiden Seiten des
Substrats (5) befinden.

9. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Enden der Haltedrähte (7) in im Zuge der auf dem Substrat (5) vorgesehenen Leiterbahnen (8) Lötgängen eingeführt und verlötet sind.

10. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß das Substrat (5) mit den Leiterbahnen als eine als "gedruckte Schaltung" bekannte Leiterplatte ausgebildet ist.

1 • G 79 18 406 .8 6-2 - 3 - Ψ U. Heck-W -Fr i e d e I 1 i

11. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (5) mit den Leiterbahnen als Dünn- oder Dickfi lmschaLtung ausgebildet ist,