FI66510C - Avstaemmare foer uhf-omraodet - Google Patents

Description

I- r_i „„ KUULUTUSJULKAISU „ , _ 4βΓ* ® utlAccnincssmuft 6651 0 ^ (51) K*.it /hc.a.3 H 03 J 3/02 SUOMI^-FINLAND («) 771939 (22) HdumhpIMI—AmBkwIinrtif 21.06.77 (FI) (23) Aitaipiy*—Gtta&iu** 21.06.77 (41) T*Mnt (tHklMkal —MMt off«ntRg 29.12.77

Pstantti* ja rekiatarlhallltH· NeMi^fcii^we· )· hMi^HiiaiMi ».u__

Patent· och ioglrtantyralaan ' ' AmMam ached odi muter*·· paWcad 29.06.84 (32)(33)(31) «»o»fc— »«gdfd prioriMC 28.06.76 USA(US) 700121 (71) RCA Corporation, 30 Rockefeller Plaza, New York, N.Y. 10022, USA(US) (72) Stanley Paul Knight, Cranbury, New Jersey, Thomas Edward Molinari,

Indianapolis, Indiana, USA(US) (74) Oy Kolster Ab (54) Viritin UHF-aluetta varten - Avstämmare för UHF-omrldet Tämä keksintö kohdistuu virittimeen, jossa on piirilevy dielektrisestä aineesta yksipuolisesti asetettunne johtimineen, joista ensimmäisessä, vakiopotentiaalilähteeseen yhdistetysssä j i johtimessa on reuna ja toisessa, liuskajohtimena olevassa on samoin reuna, joka kulkee samansuuntaisesti ensimmäisen johtimen reunan kanssa eristävän raon muodostamiseksi, jolla on sellainen ; pituus ja leveys, että syntyy induktiivinen reaktanssi UHF-alueella.

Tunnetaan jo joukko rakenteita, joilla muodostetaan VHF sekä UHF virittimiä US-patenttijulkaisussa 3 806 844, nimityksenä "UHF varaktori viritin, millä on yksikkörakenteinen runko-tyyppi", esitetään eräs tällainen viritin, missä jaeltujen parametrien induktanssit ja kapasitanssit tämän virittimen UHF-osuutta varten muodostetaan puristinpistämällä eroon osia metallirungosta.

Samassa tasossa olevien jaeltujen parametrien reaktiivisten komponenttien muodostaminen kuvataan US-Reissue-patenttijulkaisussa 27 755 nimityksenä "pintaliuskainen siirtojohto ja mikroaalto- 4 · t i 2 6651 0 laite tätä käyttäen " sekä artikkelissa nimitykseltään "Tyypiltään samantasoisen liuskajohtimen ominaisuuksien laskeminen relaksaat-tiomenetelmällä ja sen soveltaminen mikroaaltopiireihin" kirjoit- tanut T. Hatsuda, julkaisut IEEE Transactions on Microwave Theory ! and Techniques, volyymi MTT-23 numero 10 lokakuu 1975.

Nk. painetut piirit ja erityisesti yhdelle puolelle painetut piirilevyt (toisin sanoen painettujen piirien levyt, joissa johtimet on asennettu ainoastaan sen toiselle puolelle) soveltuvat erityisen hyvin käytettäviksi virittiminä, koska niillä on mahdollista pienentynyt materiaalikustannus, pienentynyt kokoamisaika ja parannettu valmistamisen helppous. Sitä paitsi muutokset painetun piirin levyn tyyppisissä virittimissä voidaan toteuttaa helposti mallista toiseen siirryttäessä muuttamalla sitä valotusmaskia, joka muodostaa johtimien kuviot tässä painetun piirin levyssä. Tämän keksinnön mukaiselle virittimelle on tunnusomaista, että lius-kajohdin on toisesta päästään liitetty ensimmäiseen johtimeen ja että osan rakoa muodostaa piirilevyn läpi ulottuva ensimmäinen ura, joka määrittää raon toisen pään ja sen leveyden tässä osassa, ja että raon toisen pään määrittää samoin piirilevyn läpi ulottuva toinen ura, joka rajoittuu liuskajohtimen reunaan. Liuskankaltainen johdin, jolla on asiaankuuluva pituus niin,että sillä aikaansaadaan induktiivisen reaktanssin ominaisuudet UHF kaistalla sijoitetaan tietyn välin päähän ja yhdensuuntaiseksi suhteellisesti ottaen leveämpään johtimeen verrattuna, mikä on yhdistetty kiinteän potentiaalin syöttölähteeseen, jollainen on maa. Rako tämän dielektri-sen aineksen läpi tämän liuskankaltaisen johtimen ja maadotusjoh-timen välillä lisää piirin Q tekijää (hyvyyskerrointa) tämän UHF kaistan ylemmässä päässä ja aikaansaa lisäksi suhteellista termistä stabiliteettia.

Erään toisen piirteen mukaisesti tästä keksinnöstä asetetaan erillinen osa kuten esim. varaktori viritysdiodi rakoon, sijoitettuna UHF induktanssiin liittyvään rakoon nähden siten, että määritellään tämän liuskankaltaisen johtimen pituus.

Vielä erään piirteen mukaisesti nyt kyseessä olevasta keksinnöstä on sivuliuska asennettu piirilevylle tämän liuskan kaltaisen johtimen ja raon läheisyyteen. Tämä sivuliuska on asennettu kulmaan tämän piirilevyn tasoon verrattuna, jotta trimmattaisiin UHF, induktanssin induktanssimäärä.

3 66510

Oheisissa piirustuksissa esittävät:

Kuvio 1 on päällikuva osasta painetun piirilevyn viritintä rakennettuna nyt kyseessä olevan keksinnön mukaan.

Kuvio 2 on kaaviokuva sähköisesti piiristä muodostettuna painetun piirin levyn järjestelynä kuvion 1 mukaan.

Kuvio 3 on isometrinen kuva osasta kuvion 1 painettua piiriä.

Kaikissa piirustuksissa tarkoittavat samat viitenumerot eri kuvioissa keskenään samanlaisia osia.

Viitaten nyt tähän piirustukseen ja erityisesti kuvioon 1 ja 3 sisältyy televisiovastaanottimen virittimeen painetun piirin levy 110 sisältäen se sen toiselle puolelle asennetut johtimet (toisin sanoen kuviossa 1 yläpuoliselle sivulle) kappaleella di-elektristä ainesta muodostaen esineen, joka yleisesti tunnetaan yksipuolisena painopiirilevynä. Eräs suhteellisen suuren pinta-alan johdin 116 muodostaa maadoitustason. Muut eri johtimet on sijoitettu samaan tasoon maadoituksen johtimeen 116 verrattuna muodostaen jaellun parametrin induktannsit ja kapasitanssit.

Tietyt erilliset osat (joita osoitetaan esim. viitenumeroilla 228, 254 jne. ja mitkä on eristetty katkoviivoilla) on asennettu levyn 110 sille puolelle, mitä tämän jälkeen tullaan nimittämään komponenttipuoleksi vastapäätä sitä puolta, mille johtimet, kuten johdin 116 on asennettu. Tietyt muut erilliset komponentit (esim. 218) on asennettu rakoihin (esim. rakoon 126), mitkä kulkevat levyn 110 läpi. Näissä erillisissä komponenteissa on liitosjohtimet juotettuna kiinni johtimiin levyn 110 johdinpuolella, näiden yh-distäessä eri osat virittimessä. Levyssä 110 on reikiä, joiden läpi erillisten komponenttien liitosjohtimet voidaan yhdistää joh^ /·/ timiin. Kuviossa eivät juotetut liitännät tai liitospisteet opä esitettynä selvyyden saavuttamiseksi. Tulisi kuitenkin muistaa, että havainnollistettu järjestely soveltuu komponenttien kiinni-juottamiseen kyseiseen levyyn.

Sähköinen piirin järjestely kuviossa 2 esitetyn sähköpiirin kaltaisena vastaten kuvion 1 painetun piirin järjestelyä kuvataan toisessa samanaikaisessa US-patenttihakemuksessa sarjanumero 691 189 nimitykseltään "UHF virityspiiri käyttäen varaktoridiodia" keksijänä S.P. Knight, jättöpäivä 28. toukokuuta 1976 ja mihin täten viitataan. Kuvion 1 viitenumerot kyseisessä patenttihakemuk- M il , *« t*.

4 66510 sessa on varustettu kahdella viimeisimmällä numerolla samoin kuin mitä kuvion 1 viitenumerot ovat nyt kyseessä olevassa patenttihakemuksessa.

UHF merkit vastaanotetaan käyttäen UHF antennipiiriä 212 ja ne yhdistetään liitintä 112 pitkin keskitettyyn induktanssikää-miin 214. Toinen pää induktanssista 214 on yhdistetty maadoitusjoh-timeen 116 vastuksen 215 kautta. Induktanssi 214 on sijoitettu liuskan tapaisen johtimen 114 yläpuolelle niin että merkit kytketään siihen magneettisesti. Liuskan kaltaisesta johtimesta 114 on toinen reuna yhdensuuntainen maadoitusjohtimen 116 reunan kanssa ja se sijaitsee erillään ennakolta määritellyn etäisyyden verran johtimesta 116 muodostaen jaellun parametrin induktanssin 216.

Sopiva rako 118 on leikattu, puristinpistetty tai muutoin muodostettu levyn 110 läpi tilaan liuskan kaltaisen johtimen 114 ja maadoituslevyn 116 väliin parantamaan induktanssin 216 aikaansaatua Q tekijää UHF kaistan ylemmässä päässä tavalla, mitä tullaan myöhemmin kuvaamaan. Sivuliuska 120 on asennettu levyn 110 sivupinnalle vastapäätä nämä johtimet sisältävää puolta. Haarat 122a, 122b ja 122c liuskasta 120 ulottuvat vastaavien rakojen levyssä 110 läpi ja ne on juotettu kiinni maadoitusjohtimeen 116. Haarat 124a ja 124b määrittelevät haarojen 122a, 122b ja 122c sisään-asettamisen syvyyden levyn 110 läpi. Liuska 120 on sijoitettu kulmaan (toisin sanoen taivutettu) mitä tulee levyn 110 tasoon nähden raon 118 alalla niin että säädettäisiin (aseteltaisiin) induktanssin 216 induktanssimäärä. Haarat 124a ja 124b estävät liuskaa 120 / taipumasta liian jyrkästi liuskan 120 ja levyn 110 leikkauskohdas-sa ja lisäävät täten sitä lukumäärää, kuinka monta kertaa liuskaa,.^ 120 voidaan säätää ilman että se murtuisi.

Varaktori diodi 218 on asennettuna tähän liittyvään asen-nusrakoon 126, mikä on pistetty levyn 110 läpi ja mistä anodin johdin on yhdistetty liuskan kaltaiseen osaan 114 ja mistä katodin johdin (mikä on päästään tunnistettu juovalla) on yhdistetty johtavaan alueeseen 127. Koska varaktorin diodi 218 on asennettu rakoon 126 sen johtimien pituuksia on pienennetty ja tästä seurauksena ne suhteellisen vaikeasti säädettävät induktanssit, jotka normaalisti näihin johtimiin liittyvät saadaan pienentymään. Etäisyys raon 118, mikä liittyy induktanssiin 216 ja raon 126,mikä liit- 5 66510 tyy varaktoridiodiin 218 välillä määrittelee sen raon pituuden, mikä on liuskan kaltaisen johtimen 114 ja maadotusjohtimen 116 välillä ja määrittelee täten johtimen 114 pituuden ja tämän johdosta induktanssin 216 nimellisinduktanssimäärän kuten tullaan myöhemmin kuvaamaan.

Kondensaattori 220 on asennettu rakoon 130, mikä on sijoitettuna johtavan alueen 127 ja maadotusjohtimen 116 välille. Kondensaattori 220 muodostuu dielektrisestä aineesta kahden yhdensuuntaisen johtavan levyn 128a ja 128b välillä. Kondensaattorin 220 levyt 128a ja 128b ovat paljaina ja ne tulevat kosketuksiin johtavan alueen 127 ja vastaavasti maadoitusjohtimen 116 kanssa, joihin ne on juotettu kiinni. Tämä asentamisjärjestely on toivottava,koska induktanssia omaavat komponenttijohtimet, jotka ovat suhteellisen vaikeita säätää yksiköstä toiseen siirryttäessä, on saatu jäämään pois. Kapasitanssilla 220 on trapetsin muoto, jotta voitaisiin säätää, kuinka pitkälle sitä asennetaan sisään rakoon 130. Tyyppiä TEFK7 oleva trapetsinmuotoinen paljaiden yhdensuuntaisten levyjen kapasitanssi, mitä valmistaa Stettner Trush Company Länsi-Saksassa soveltuu käytettäväksi kondensaattorilla 220.

Levyn 110 sille puolelle asennettu vastus 290, mikä on vastapäätä johtimia on yhdistetty alueeseen 127 (varaktorin 218 ka- / todi)f jotta tuotaisiin säätöjännitteet, joita varaktorin säätöyk- / siköllä 228 kehitetään tälle varaktorille 218. ///

Trapetsinmuotoisten paljaiden yhdensuuntaisten levyjen typpinen kapasitanssi 224 on asennettu vastaavaan rakoon liuskankal-taisen johtimen 114 ja johtavaan alueen 129 väliin. Erilainen il-masydämellinen induktanssi 228, asennettuna levyn lip~komponentti-puolelle on yhdistetty alueen 129 ja alueen 131 väliin. Induktanssia 228 käytetään,koska se aikaansaa suuremman induktanssin kuin mitä aikaansaadaan jaellun parametrin induktanssilla. Jaellun parametrin induktanssia voitaisiin käyttää induktanssina 228,mutta se vaatisi suuremman tilan kuin mitä tarvitaan ilmasydämen induktanssille. Trapetsinmuotoisten paljaiden yhdensuuntaisten levyjen kondensaattori 236 on asennettuna vastaavaan rakoon johdinalueen 131 ja maadoitusjohtimen 116 väliin. Hilan G1 johdin kenttäilmiötran-sistorista (FET) 226 on juotettu kiinni johdinalueeseen 129. Konden-• .· *'·: /*· : f 6 66510 saattorin 224 ja induktanssin 228 piirijärjestely on impedanssin muuntopiiri, mitä on kuvattu yksityiskohtaisesti jo aikaisemmin mainitussa patenttihakemuksessa keksijänä Knight, jotta parannettaisiin sen UHF vahvistimen tehon vahvistuskerrointa,mihin sisältyy FET 226, tämän UHF kaistan alemmassa päässä ilman että oleellisesti pienennettäisiin sen tehonvahvistuskerrointa UHF kaistan ylemmässä päässä.

Etujännite tuodaan FET 226 osan hilalle G1 induktanssin 228 kautta ja piiristä, mihin sisältyy erilliset vastukset 232 ja 234 asennettuna levyn 110 komponenttipuolelle ja yhdistettynä johtavaan alueeseen 131 kaistan valintayksiköstä 233.

FET 226 on asennettuna siihen liittyvään rakoon levyssä 110. Tämän FET osan 226 hila G2 on yhdistetty ferriittihelmen 249 avulla, mikä on asennettuna tähän liittyvään rakoon lähelle FET osaa 226 kiinni johtavaan tyynyyn 133. Automaattisen vahvistuskertoimen säädön (AGC) jännitteitä tuodaan G2 hilaan AGC yksiköltä 246 vastuksen 244 kautta, mikä on yhdistetty johdinalueeseen 233 ja asennettu levyn 110 komponenttipuolelle. Trapetsimuotoinen kondensaattori 248 on asennettuna tähän liittyvään rakoon johtavan osan 133 ja maadoitusjohtimen 116 väliin. Ferriittihelmi 249 ja kondensaattori 208 estävät FET osan 226 sisältävän vahvistimen värähtelyn.

Kyseisen FET osan 226 lähde-elektrodi S on yhdistetty johdin-tyynyyn 135. Johdintyyny 135 on liitetty maadoitukseen paljaan yhdensuuntaisten levyjen trapetsikapasitanssin 242 kautta, mikä on asennettuna tähän liittyvään rakoon johtimen 135 ja maadoitusjohtimen 116 välissä. Etujännite tuodaan FET osan 226 syöttöön S kaistan valintayksiköstä 233 vastuspiiriin kautta, mihin sisältyvät vastukset 238 ja 240 levyn 110 komponenttipuolelle asennettuna.

Tähän mennessä kuvattu UHF virittimen osa on ympäröity johtavilla metalliseinämillä 134, 140, 142 ja 144. Seinämät 142 ja 144 muodostavat virittimen ulkoseinät rakennelmasta. Tässä viri-tinrakennelmassa on myös yläpuolinen ja pohjan johtava metallisei-nämä tai kannet 146 ja vastaavasti 148 (mitkä on esitetty kuviossa 3). Seinämät 142 ja 144 sekä kannet 146 ja 148 estävät virittimen sisällä kehtietyn sähkömagneettisen säteilyn kytkeytymästä vastaanottimen muihin osuuksiin. Ne myös eristävät virittimen piiristä vastaanottimen muiden osien vaikutukselta. Seinämät 134 ja 140 eroit-tavat eri osia tästä virittimestä toisistaan ja täten estävät säh- 7 66510 kömagneettista säteilyä virittiraen määrätystä osuudesta kytkeytymästä virittimen muihin osuuksiin ja saattavat minimiinsä viritti-men erään osuuden vaikutuksen tämän virittimen muiden osien sähkömagneettisiin kenttiin.

Seinä 134 on asennettuna painetun piirin levyn 110 johdin-puolelle ja se sisältää haarat 136a, 136b, 136c ja 136d näiden suuntautuessa alaspäin vastaavien rakojen läpi levyssä 110. Haarat 136a, 136b ja 136c ovat juotettu kiinni maadotusjohtimeen 116 kaikissa niissä kohdissa, missä tähän liittyvä rako leikkaa maadotus johtimen 116. Johtimen seinä 134 sisältää myös haarat 138a, 138b ja 138c, jotka tulevat kosketuksiin tiettyjen alueiden kanssa johtimen puoleisesta osasta levyä,110 mitkä eivät ole varustettu johtimilla. Haarat 138a, 138b ja 138c pitävät seinämän 134 pohja-reunan irti kosketuksista levyllä 110 olevien johtimien kanssa niin että se voidaan asentaa tasaväliseksi levylle 110 ilman häiriöitä näiden johtimien juotoksista. Seinämä 140 on muodostettu samaan tapaan kuin seinämä 134.

Lohko seinämän 134 ja seinämän 144 välillä sisältää virittimen UHF osuuden,kun taas lohko seinämän 134 takana sisältää virittimen VHF osuuden. Virittimen VHF osuus (mitä ei ole esitetty kuviossa 1 ja 3) muodostuu erillisistä komponenteista asennettuna mainitun piirilevyn 110 komponenttipuolelle ja yhdistettynä liitos-johtimilla painetun piirin levyn 110 johdinpuolelle. Virittimen VHF osuus ja vastaanottimen muut osuudet on kuviossa 2 esitetty lohkokaavion muodossa, jolloin viitenumeroissa on numero 4 ensimmäisenä merkitsevänä numerona. Seinämien 134 ja 140 rajoittama lohko sisältää UHF osuuden ensimmäisen vaiheen virittimestä, se tahtoo sanoa piiristön aina FET osan 226 nieluelektrodiin D saakka. Seinämän 140 oikealla puolella (katseltuna kuvion 1 tapaan) sijaitsee jäljellä oleva osuus UHF osuudesta virittimessä, mikä kaavamaisesti on havainnollistettu kuviossa 2. Kuvion 2 kaaviossa osoitetut osat ovat helposti tunnistettavissa kuviosta 1. Niitä ei ole esitetty osittaisessa isometrisessä kuvannossa kuviossa 3. Pääosiltaan nämä osat muodostetaan samaan tapaan kuin mitä jo aikaisemmin kuvattiin vastaaville osille virittimen UHF osuudella vasemmalla puolella seinää 140. Tiettyjä osia kuten kondensaattoreita 266 ja 269 sekä induktansseja 260, 264 ja 274 tulee· kuitenkin kuvata enemmänkin.

'*' :: il • 4: # i · 8 66510

Kondensaattori 266 kytkettynä induktanssin 260 sekä induktanssin 264 väliin sisältää T-kaltaisen ulokkeen 141 suuntautumassa ulos liuskankaltaisesta osasta 137 induktanssissa 260. Ylempi puoli T-kaltaisesta ulkonemasta on sijoitettu lähelle ja yhdensuuntaiseksi L-tapaiseeen ulokkeeseen 143 nähden, mikä alkaa liuskankaltaisesta johtimesta 139. Kondensaattori 269 yhdistettynä induktanssin 264 ja maadoituksen väliin sisältää L-kaltaisen ulkoneman 143. Sisäpuolinen reuna tästä L-kaltaisesta ulkonemasta 143 on sijoitettu lähelle ja yhdensuuntaiseksi maadoitusjohtimeen 116 nähden. Kondensaattoreiden 266 ja 269 kapasitanssit määräytyvät välitiloista vastaavien ulkonemien ja niiden johtimien välillä, jotka muodostavat ne osat, joihin ne ovat kytkettynä.

Induktanssi 260 sen lisäksi,että se on kytketty kapasitiivi-sesti induktanssiin 264 kondensaattorin 266 välityksellä, on kytketty myös magneettisesti induktanssiin 264. Tämä aiheutuu siitä, että sähkömagneettinen kenttä etenee induktorin 260 liuskankaltai-sen johtimen 137 ja induktorin 264 liuskankaltaisen johtimen 139 välillä pitkin ympyrämäisiä kenttäviivoja kohtisuorassa levyn 110 tasoon nähden, joilla ympyröillä on erilaisia säteitä alkaen tietyltä akseliviivalta liuskankaltaisten johtimien 137 ja 139 välissä. Tällä tavoin on myös induktanssi 260 kytketty magneettisesti induktanssiin 274. Induktanssi 264 on vastaavasti kytketty induktanssiin 274. Induktanssi 274 muodostuu suhteellisen kapeasta johtimesta suuntautumassa ulos liuskankaltaisesta johtimesta 139 induktanssissa 264. Toisin kuin induktanssit 216, 260 ja 264 saattaa induktanssi 274 olla tarkasteltavissa erillisenä osana (sen sijaan että se olisi jaeltujen parametrien osa), koska sen induktanssi on ensisijaisesti funktio sen pituudesta (sen sijaan että se perustuisi sen läheisyyteen maadoitusjohtimesta 116). Tämä tahtoo sanoa,että induktanssin 274 induktanssimäärä on samantapainen kuin johdininduktanssi, mikä normaalisti liittyy ohuen johdinkappaleen erilliseen osaan sijoitettuna painetun piirin levylle.

UHF paikallisoskillaattori 281 muodostuu samaan tapaan kuin mitä muodostetaan viritetyt piirit 222 sekä 256, joita jo aikaisemmin on kuvattu ja ei sen rakennetta tämän johdosta kuviossa esitetä.

Seuraavassa oleva, raolla varustetuntyyppisen induktanssin toiminnan kuvaus toteutetaan viitaten induktanssiin 216 kuviosta «. > 9 66510 1 ja 3. Samanlainen selitys koskee myös raolla varustettuja induktansseja 260 sekä 264. Raolla varustettu induktanssi 216 saattaa olla ajateltavissa muodostumassa jaeltujen parametrien siirtojoh-timesta oikosuljettuna maahan toisesta päästään. Vastaava (eksi-valentti) piiri siirtojohtimelle sisältää joukon sarjakytkettyjä induktansseja sekä vastaavasti joukon kondensaattoreita kytkent-tynä ohittamaan induktanssien liitospisteet ja maadoituksen välit. Kuten on tunnettua voidaan tällaista siirtojohdinta käyttää joko kapasitiivisena tai induktiivisena reaktanssina määrätyllä taajuudella kun sen pituus valitaan sopivasti. Tämän johdosta koska halutaan, että liuskankaltaisen johtimen 114 ja maadoitusjohtimen 116 yhdistelmä muodostaa induktanssin, mikä kykenee resonoimaan varaktorin diodin 218 kapasitanssin kanssa oltaessa UHF kaistalla valitaan liuskankaltaisen johtimen 114 likimääräinen pituus (li-kimäärin sen välitilan pituus, mikä on liuskankaltaisen johtimen 114 ja maadoitusjohtimen 116 välillä) siten, että siirtojohdin on induktiivisen reaktanssin osuudella tarkasteltaessa sen impedanssin ja taajuuden ominaiskäyrää UHF kaistalla. Induktiivisen reaktanssin kyseinen arvo määräytyy liuskankaltaisen johtimen 114 tarkasta pituudesta.

Koska sähkökenttä kehittyy liuskankaltaisen johtimen 114 ja maadoitusjohtimen 116 väliin sarjaan yhä lisääntyvän säteen ympyrämäisiä kenttäviivoja pitkittäissuuntaisen akselin ympärille liuskankaltaisen johtimen 114 ja maadoitusjohtimen 116 välissä sekä kohtisuorassa levyn 110 tasoa vastaan, jakaantunut kapasitanssi, mikä liittyy siirtojohtimeen 114 perustuu liuskankaltaisen johtimen 114 leveyteen. Tämän johdosta, jotta aikaansaataisiin oikea induktiivisen reaktanssin arvo, on toivottavaa ei pelkästään valita liuskankaltaisen johtimen 114 pituus oikean vaan myös valita sen leveys sen pituuteen verrattuna. Riippuvaisuus liuskankaltaisen johtimen 114 pituuden ja sen leveyden välillä on joskus nimeltään muotokerroin eli pituussuhde. Täten liuskankaltaisen johtimen 114 muotokerroin valitaan aikaansaamaan asiaankuuluva arvo induktanssiin, jotta se resonoisi vastaavan kondensaattorin kanssa yhdistelmänä varaktoridiodin 218 ja kondensaattorin 130 kanssa kunkin kanavista UHF kaistalla virittämiseksi.

Induktanssiin 126 liittyvä häviö on havainnollistettavissa sen hyvyysluvulla Q mikä on yhtä suuri kuin sen induktiivisen - -. - ; f · fc . , * r 10 6651 0 reaktanssin suhde sen ekvivalenttiin sarjavastukseen tietyllä määrätyllä taajuudella. Jotta voitaisiin saattaa induktanssin 216 hyvyyskerroin Q maksimiinsa niin että sen häviöt saatetaan minimiinsä on mahdollista lisätä liuskankaltaisen osan 114 leveyttä sen vastaavan sarjavastuksen pienentämiseksi. Jotta kuitenkin voitaisiin ylläpitää muotokerroin eli pituussuhde, mikä tarvitaan haluttua induktanssin arvoa varten tämä vaatisi myös liuskankaltaisen johtimen 114 pituuden lisäämisen. Tämä ei ole toivottavaa,koska se lisää aineksen käyttömäärää ja täten tarpeettomasti lisää vi-rittimen hintaa. Edelleen tämä lisää haitallisesti virittimen kokoa .

On myös mahdollista lisätä Q tekijää tai vastaavasti pienentää häviöitä, mikä liittyy induktanssiin 216 sijoittamalla yläpuolinen ja alapuolinen kansi 146 ja vastaavasti 148 erilleen virit-timestä etäämmälle. Tämä johtuu siitä, että osa sähkömagneettisista aalloista, mitkä etenevät liuskankaltaisen johtimen 114 ja maadoitus johtimen 116 välillä joutuvat kosketuksiin yläpuolisen ja pohjakannen 146 ja vastaavasti 148 kanssa, missä ne muodostavat häviöllisiä pyörrevirtoja. Kun yläpuolinen ja pohjan kannet 146 ja vastaavasti 148 sijoitetaan vastaavasti kauemmas toisistaan erilleen pienentyy sähkömagneettisten aaltojen se osuus, joka kulkee kansien läpi ja tästä seurauksena pienentyvät häviölliset pyörrevirrat. Tämä menetelmä induktanssin 216 hyvyystekijän Q lisäämiseksi on myös vähemmän toivottava, koska se lisää virittimes-sä käytettävien aineiden hintaa ja lisää sen kokoa.

Induktanssin 216 hyvyyskerroin Q on suhteellisen korkea vaikkakaan liuskan kaltainen johdin 114 ei ole kohtuuttoman suuri ja vaikkakin yläpuolinen ja pohjan kannet 146 ja vastaavasti 148 eivät olekaan sijoitettuna kohtuuttoman kauas eroon toinen toisistaan. Tämä aiheutuu siitä, että kun leikkaamalla, puristuspistämäl-lä tai muutoin muodostetaan rako 118 ainakin osan välitilasta läpi johtimien 114 ja 116 välillä poistetaan dielektristä ainetta sähkökentän tieltä liuskankaltaisen johtimen 114 ja maadoitusjohtimen 116 välillä. Dielektrinen aines sähkökentän tiellä voidaan ajatella imemässä tai aiheuttamassa häviötä osalle energiasta kentässä, mikä sen kautta kulkee. Itse asiassa dielektrisellä aineella on tyypillisesti sille ominainen häviökerroin. Tämän johdosta kjun Pois-tetaan häviötä aikaansaava dielektristä ainesta muodostamalla rako 118 lisääntyy induktanssin 216 hyvyysluku Q.

11 6651 0

Esimerkkitapauksena esitetään seuraavassa taulukoituna ainekset ja mitat, jotka liittyvät raolla varustetuntyyppisen, jaeltujen parametrien induktanssin 216 muotoiluun, millä on nimellis-induktanssi likimäärin 7 nanohenryä.

Dielektrinen aines G-10 tyyppinen tasalaatuinen matta lasiepoksi, mitä on saa-taavissa esim. General Electric Company yhtiöltä

Dielektrisen aineen paksuus 0,8 mm

Johdinaines 56 gr kuparia

Johtimen pituus noin 22,2 mm

Juovan leveys 6,4 mm

Raon leveys 1 mm

Levyn välys (molemmista) kansista likimäärin 12,7 mm

Kannen aines 3 mm tinattua te rästä

Seinämän aines 0,9 mm kadmiumilla pinnoitettua terästä

Yllämääritetyillä aineksilla ja mitoilla, aikaansaaden rako likimääräiseltä pituudeltaan 15,9 mm ja minkä leveys on oleellisesti sama kuin mitä on välitilanleveys johtimien 114 ja 116 välillä johti mitattuun Q arvoon lisäykseen likimäärin 10 % verran 890 MHz kohdalla (ylempi pää UHF alueesta) verrattuna saman rakenteen Q tekijään ilman tätä rakoa. Tämä lisäys induktanssin Q tekijässä on riittävä sallimaan sen käytön piityypin varaktoridiodin kanssa, jollainen on BB-105B diodi, mitä on saatavissa International Telephone and Telegraph Comapny yhtiöltä viritettyyn piiriin käytettäväksi UHF virittimessä.

Jotta edelleen voitaisiin säilyttää korkea Q tekijä on toivottavaa pitää liuskankaltaisen johtimen 114 pinta suhteellisen vapaana saasteista kuten juotteesta. Tätä tarkoitusta varten ne johtimen osat, joita ei tule juottaa peitetään edullisesti juotetta vastustavalla kemikaaliolla kuten PC-566 tyyppisellä läpinäkyvällä epoksityyppisellä juotteen estoaineella, mitä on saatavissa USA:ss^ olevalta London Chemical Company yhtiöltä.

12 6651 0

Dielektrisen aineen poistaminen liuskankaltaisen johtimen 114 ja maadoitusjohtimen 116 väliltä ei pelkästään lisää induktanssin 216 hyvyyskerrointa Q vaan se myös parantaa oleellisesti induktanssin 216 lämpötilan stabiilisuusominaisuuksia. Nyt uskotaan, että tämä aiheutuu siitä,että jakautunut kapasitanssi liittyen siirtojohtoon muodostuneena liuskankaltaisesta johtimesta 114 ja maadoitusjohtimesta 116 sisältää komponentteja aiheutuen kapasitanssista johtimien 114 ja 116 välillä itsessään sekä komponentteja aiheutuen kapasitanssista liittyen dielektriseen ainekseen, mille nämä johtimet on asennettu. Jaellun kapasitanssin komponentti aiheutuen dielektrisestä aineesta on merkitykseltään tärkeämpi lämpötilan koefisienttiin kuin mitä on jaellun kapasitanssin komponentti aiheutuen varsinaisista johtimista. Koska jakaantunut kapasitanssi siirtojohtimessa on tekijänä määriteltäessä tämän induktanssin 216 induktanssimäärää niin poistettaessa se eräs komponentti jaellun kapasitanssin osasta,mikä oleellisesti vaihtelee lämpötilan mukaan muihin komponentteihin verrattuna parantuu tässä jaellun kapasitanssin tapauksessa oleellisesti tämän siirto-johtimen lämpötilastabiliteetti. Esim. yllä määritellyillä aineksilla ja mitoilla saadaan parannus (toisin sanoen pienentymä) lämpötilan kertoimeen mitattuna osina miljoonaa kohden ja °C kohden lämpötilan muutoksena (PPM/°C) likimäärin 40 % verrattuna saman rakenteen lämpötilakertoimeen ilman tätä rakoa.

Jotta edelleen voitaisiin parantaa tämän virittimen lämpö-tilastabiliteettia sijoitetaan painetun piirin levy 110 symmetrisesti yläpuolisen ja pohjan kansien 146 ja vastaavasti 148 väliin. Tämä aiheutuu siitä, että kun levy 110 on asetettu symmetrisesti kansien väliin niin,mikäli se taipuu toiseen suuntaan esim. yläpuolista kantta 146 kohden mekaanisten jännitysten vaikutuksesta, joita lämpötilamuutos aikaansaa, muutokset kapasitansseissa johtimien ja yläkannen 146 välillä ovat likimäärin yhtä suuria,mutta vastakkaisia muutoksiin verrattuna kapsitansseissa johtimien ja pohjan kannen 148 välillä. Tästä seurauksena kapasitanssimuutokset oleellisesti kumoavat toinen toisensa. Mikäli taas toiselta puolelta painetun piirin levy 110 sijoitettaisiin epäsymmetrisesti yläpuolisen ja pohjan kansien 146 ja vastaavasti 148 väliin muutokset kapasitansseissa johtimien ja yläpuolisen kannen 146 sekä kapasitansseissa johtimien ja pohjakannen 148 välillä eivät olisi 13 6651 0 keskenään yhtä suuria ja tämän johdosta ne eivät sammuttaisi toinen toisiaan.

Kuten jo aikaisemmin on mainittu, määräytyy liuskankaltaisen johtimen 114 pituus oleellisesti välitilan pituudesta johtimen 114 ja johtimen 116 välillä. Mikäli rakoa 118 ei ole, tämän välin pituus määräytyy toisesta päästä kuvion 1 alemmastapäästä valo-tusmaskin perustella, mikä määrittelee johtimien sijainnin levyllä 110 ja toisesta päästä (ylemmästä päästä kuvion 1 tapauksessa) sen aihion perusteella, mitä käytetään leikkaamaan tai puristuspistämään esiin asennustako 126, mikä varaktorin diodiin 218 liittyy. Koska esiintyy asetteluvirheitä kohdistettaessa piirilevyä ja siihen liittyvää pistintä, pyrkisi tämän raon pituus liuskankaltaisen johtimen, kuten johtimen 114 sekä maadoitusjohtimen, kuten johtimen 116 välillä normaalisti vaihtelemaan tietystä työkappaleesta toiseen siirryttäessä. Koska kuitenkin rako 118 leikataan tai puristus-pistetään tähän väliin lisäämään Q tekijää ja parantamaan induktanssin 216 lämpötilastabiilisuutta tämän viivan pituuden vaihtelu työkappaleesta toiseen siirryttäessä saatetaan myös saada pienentymään. Kun rakoa 118 käytetään muodostamaan induktanssi 216, määräytyy pohjan puoleinen pää raosta johtimien 114 ja 116 välillä siitä muotista, mikä liityy rakoon 118, koska se määrittelee sen paikan, missä johtimen aines leikataan pois johtimien 114 ja 116 väliltä. Tämä tahtoo sanoa, että ennen pistämistoimenpidettä on olemassa johdinaineesta osalla pinta-alaa yläpuolen ja pohja-pään välillä raossa johtimien 114 ja 116 välillä. Tämä johdinaines kuten myöskin dielektrinen aines sen alapuolella pistetään pois muodostaen raon 118 ja tästä seurauksena se muodostaa raon pohjapään. Tämän raon yläpää määräytyy kun rako 126 pistetään valmiiksi. Täten mikäli käytetään yhtenäistä meistiä kaikkien paino-piirilevyn rakojen lävistämiseen aikaansaa kohdistamisvirhe levyn 110 ja siihen liittyvän meistin välillä, esim. raon alapään siirtyminen ylöspäin vastaavan siirtymisen ylöspäin tämän raon yläpäässä. Tämän johdosta raonpituus on suhteellisen tasalaatuinen työkappaleesta toiseen siirryttäessä.

Induktanssin 216 induktanssimäärä säädetään tai asetellaan säätämällä trimmeriliuskan 120 kulma-asentoa raon 118 ja liuskankaltaisen johtimen 114 päällä. Tämän trimmeriliuskan 120 kulma- • .**·» 14 6 6 51 0 asento muuttaa sähkömagneettista tietä, mikä induktanssiin 216 liittyy. Mitä lähemmäs liuska 120 tuodaan painetun piirin levyn 110 tasoa, se tahtoo sanoa mitä terävämmän kulman liuska 120 muodostaa painetun piirin levyn 110 tason kanssa, sitä pienempi on induktanssin 216 induktanssimäärä. Tämä voidaan selittää tarkastelemalla tilannetta jaellussa kapasitanssissa minkä induktanssiin 216 liittyy sen lisääntyessä kun liuska 120 tuodaan lähemmäs liuskankaltaista johdinta 114. Tästä seurauksena tämän johdon tehollinen induktanssi pienentyy. Yllämääritellyillä aineksilla ja mitoilla suuruudeltaan 20 % pienentymä induktanssissa havaittiin helposti toteutettavaksi säätämällä liuskaa 120.

Muita tyyppejä trimmauslaitteita voidaan myös käyttää esim. joh-dinsilmukan tyyppistä induktanssin trimmeriä kuten kuvataan esim. jo aikaisemmin mainitussa patenttijulkaisussa loppunumerot 844. Liuskankaltaisen tyyppinen trimmeri on kuitenkin edullisimmin käytössä koska sillä on oleellisesti pienemmät häviöt siihen liittyneenä kuin mitä on johdinsilmukantyyppisellä induktanssin trimme-rillä. Tämä aiheutuu siitä, että johdinsilmukan trimmeri imee itseensä energiaa induktiivisen kytkennän vaikutuksesta ja aikaansaa häviöitä omaan sisäpuoliseen vastukseensa kun taas liuskantyyp-pinen trimmeri toimii muuttamalla siihen liittyvän induktanssin kenttiä.

Täten on nyt kuvattu painetun piirin levyä, mikä voidaan käyttää televisiovastaanottimen virittimessä. Erillisiä komponent- / teja sekä VHF ja UHF osia varten voidaan helposti asentaa levyn toiselle puolelle kun taas johtimet erillisten komponenttien kyt-kemiseksi toisiinsa ja jaellun tyyppisten induktanssien ja kapa- / sitanssien muodostamiseksi asennetaan sen toiselle puolelle. Tä*?' mä järjestely on suhteellisen yksinkertainen (ja halpa) valmistaa verrattuna muihin tyyppeihin viritinrakenteisiin kuten esim. puristamalla valmistettuihin metallisiin runkolaattikkotyyppisiin rakenteisiin, koska se sallii komponenttien konejuoton ja tehokkaan asentamisen, sallii helposti minkä tahansa tarpeellisen rakenteen muutoksen käyttäen valotusmaskin muutoksia ja käyttää suhteellisen halpoja aineksia. Sitä paitsi painetun piirin levyn tyyppinen rakenne takaa suhteellisen tasalaatuisuuden työkappaleesta toiseen siirryttäessä koska sillä voidaan komponentit sijoittaa tarkoin paikalleen.

15 6651 0

Vaikkakin nyt kyseessä olevaa viritinrakennetta on kuvattukin vain yksipuolisen painetun piirin levyn tapauksessa voidaan johtimia asentaa molemmille puolille levyä, vaikkakin tämä on vähemmän toivottavaa mitä tulee aineskulutukseen ja kokoamiskus-tannukseen. Esim. voidaan komponentit asentaa yhdelle ainoalle puolelle painetun piirin levyä automaattisen komponettien aset-telukoneiden avulla. Kaikesta huolimatta ei nyt kyseessä oleva keksintö ole tarkoitettu olemaan rajoitettu painetun piirin levyihin joilla on johtimet vain sen toisella puolella. Nämä ja muutkin muunnokset on tarkoitettu sisältymään nyt kyseessä olevan keksinnön puitteisiin.

•I H ! A

4 *f ·

Claims (6)

16 6651 0

1. Viritin, jossa on piirilevy dielektrisestä aineesta yksipuolisesti asetettuine johtimineen, joista ensimmäisessä, vakio-potentiaalilähteeseen yhdistetyssä johtimessa on reuna ja toisessa, liuskajohtimena olevassa on samoin reuna, joka kulkee samansuuntaisesti ensimmäisen johtimen reunan kanssa eristävän raon muodostamiseksi, jolla on sellainen pituus ja leveys, että syntyy induktiivinen reaktanssi UHF-alueella, tunnettu siitä, että liuskajohdin (114) on toisesta päästään liitetty ensimmäiseen johtimeen (116) ja että osan rakoa muodostaa piirilevyn läpi ulottuva ensimmäinen ura (118), joka määrittää raon toisen pään ja sen leveyden tässä osassa, ja että raon toisen pään määrittää samoin piirilevyn läpi ulottuva toinen ura (126), joka rajoittuu liuskajohtimen (114) reunaan.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen viritin, tunnettu siitä, että induktiivisen reaktanssin säätämiseksi on piirilevylle ainakin toisen urista (118) viereen asennettu kieli (120) kulmaan tähän nähden.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen viritin, tunnettu siitä, että piirilevyn toiseen uraan (126) on asennettu ainakin yksi diskreetti komponentti (218), jonka liittimet on yhdistetty vastaaviin johtimiin (114, 116).

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen viritin, tunnettu siitä, että diskreetillä komponentilla (218) on kapasitiivinen reaktanssi ja se muodostaa liuskajohtimen (114) kanssa UHF-alueella olevalle resonanssitaajuudelle viritetyn värähtelypiirin.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen viritin, tunnettu siitä, että diskreetti komponentti (218) on kapasitanssidiodi.

6. Patenttivaatimuksen 3 mukainen viritin, tunnettu siitä, että piirilevyn kahden johtimen väliin muodostettuun uraan (130) on asennettu kondensaattori (220), jossa on paljaat, yhdensuuntaiset levyt. » ·· » · 9 . '· ' f