NO137524B - Svingekrets-anordning. - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse angår foranderlige svingekrets-anordninger med flere koblede kretser for UHF-området, spesielt for trasistoriserte UHF-fjernsynsavstemningsenheter eller -kanalvelgere, som avstemmes med kapasitetsdioder, hvor det anvendes minst to slike svingekrets-anordninger i hvert apparat og hver av induktivitetene er utført med mindre enn én vinding.

Svingekrets-anordninger for UHF-området blir en-ten bygget opp med diskrete komponenter eller med transmisjonslin-jer og hulromsresonatorer (Topfkretse). Eksempler på dette er å finne i tysk patentskrift 1 277 392 og 1 111 682, 1 271 788 og i tysk utlegningsskrift 1 253 778. Mens transmisjonslinjekretser er temmelig sterkt belastende for fremstillings- og særlig avstem-ningsomkostningene, fordi slike komponenter bare kan fremstilles med store toleranser og derfor nødvendiggjør tilsvarende tidkre-vende avstemning ved endring av f.eks. bølgemotstanden, er det og-så forsøkt andre metoder, slik som beskrevet i tysk.patentskrift 1 277 392. Her er det beskrevet en induktiv avstemningsanordning med en sirkelformet avstemningsdel som strekker seg over .en bue på mindre enn 360°, og en faststående glidekontakt. Også svingekretser med mindre enn en vinding er kjent fra følgende publika-sjoner: US patent 2 341 345 og 2 442 615 samt tysk offentliggjø-relsesskrift 1 904 531. En annen løsningsmetode anvender sirkel-formede Lecher-ledninger i henhold til tysk patentskrift 1 111 682 med bevegelige glidekontakter.

For miniatyrisering og forenkling av den konstruk-tive oppbygning såvel som for å redusere fremstillingsomkostningene har man allerede realisert slike resonanskretser for UHF-området med trykte kretser. Herunder er det oppstått plane kvasitransmisjonslinjekretser og stripeleder-avstemningsenheter, slik som det fremgår av tysk patent 1 296 225 og tysk utlegningsskrift 1 271 222.

Som det er beskrevet i tysk utlegningsskrift

1 198 425, tysk patent 1 271 788, tysk utlegningsskrift 1 271 789,

tysk utlegningsskrift 1 766 734 og 1 766 682 er transistoriserte kanalvelger- eller avstemningskretser med kapasitetsdioder tidligere kjent og har idag funnet utstrakt anvendelse.

Selvom de i henhold til Thompsons svingekrets-formel beregnede diskrete induktiviteter for UHF-svingekretser i avstemningskretser har bedre feltfordeling og en lettere reali-serbar avskjermning enn transmisjonslinjekretsene, finner man i praksis allikevel meget større utspredelse av transmisjonslinje-'"kretsene. Disse svingekrets-anordninger som kan være utformet

som ledningskretser, stripeléderkretser, transmisjonslinjekretser eller kvasitransmisjonslinjekretser, er i grunnen koaksiale svingekretser me'd den mer eller mindre kompliserte romlige feltforde--ling som er særegen for disse anordninger. Transmisjonslinjekretser har riktignok ifølge teorien en homogen feltfordeling, men denne blir forstyrret av nødvendige utgangskoblinger og innmatningssløy-fér.' Ved avstemning må i mange tilfelle innerlederen bøyes, hvil-ket resulterer i partielle bølgemotstandsendringer. Det betyr imidlertid en ytterligere forstyrrelse av feltfordelingen. Koaksiale svingekretser er spesielt overlegne i forhold til diskrete anordninger i det øvre UHF-området. Imidlertid medfører det vanske-ligheter å oppnå feilfri avskjermning av koaksiale svingekretser i overenstemmelse med de vanlige krav, f.eks. med hensyn til uønsket utstråling, da også omgivende kapslingsdeler fører høyfrekvensenergi som følge av den nødvendige romlige feltfordeling.

Det har derfor på grunn av sikkerhet mot forstyrrende utstråling og enkel avstemning igjen vist seg en tendens til anvendelse av diskrete kretser "med bruk av luftspoler eller kjerne-spoler med flere vindinger, spesielt i forbindelse med delvis eller fullstendig integrasjon. Disse kretser har imidlertid de avgjøren-de ulemper at det opptrer uønskede spredekapasiteter som medfører innskrenkninger av frekvensområde, og at større toleranser for spo-lene i det minste kan vanskeliggjøre en justering. Spesielt ut-formningen av trykte spoler fører til fordelte kapasiteter som i UHF-området gir LC-seriekretser hvis resonansfrekvenser kan ligge

i mottagningsområdet og derfor danne såkalte "sugepunkter".

Forut for denne oppfinnelse gikk overlegninger som omtalt ovenfor, og dermed fremkom den oppgave å utvikle in-duktive svingekretsarrangementer som skulle kunne fremstilles av ledende materiale i ett stykke og være frittbærende, billige og uten forstyrrende toleransespredning, såvel som egnet for montasje på en trykt krets utformet for UHF-koblinger. Dessuten ble det krevet lettere justering, mindre plassbehov og eliminering av de forannevnte ulemper ved tidligere kjente løsninger.

Beregninger av arbeids-Q-verdien viste herunder at ved anvendelse av transistorer i diskrete kretser ble Q-verdien uvesentlig mindre i forhold til transmisjonslinjekretser fordi arbeids-Q-verdien i overveiende grad bestemmes av transistorenes inngangs- og utgangsimpedanser. Derved blir innskuddsdempningen på grunn av avstemningselementene allikevel normal fordi det blir opprettholdt et stort forhold

Her er Q arbeids-Q-verdien og Qn tomgangs-Q-verdien.

Det henvises også til ligningen for innskuddsdempningen :

Det må følgelig finnes et kompromiss mellom inn-skuddsdempning og filterselektiviteten.

Løsningen av denne oppgave er ifølge oppfinnelsen oppnådd ved hjelp av de nye og særegne trekk som er angitt i pa-tentkravene.

Ved å tildanne svingekrets-anordningene i sirkel-form, hvor utstrekningen fortrinnsvis er over 2 70°'f blir det ved valg og beregning av bredde b, lengde 1, tykkelse c og diameter R oppnådd at resonansfrekvensen varierer innenfor tilstrekkelig vide grenser ved hjelp av kjerneavstemning slik at det derfor ikke vil få problemer å oppnå avstemning. Dessuten er det for-delaktig at lederstykkene i hver anordning er således forbundet med en lederplate for fastholdelse og tjener til elektrisk til-kobling og videre innbyrdes med hverandre ved hjelp av mellomstykker for sammenkobling, at det fremkommer gunstige HF-spennings-delere til masse henholdsvis for utgangs-koblingspunkter. Endelig tillater vinkelutformningen av anordningen i et plan parallelt med lederplatens plan gunstige tilkoblinger for kapasitetsdiodene,

dvs. ekstremt korte tilkoblinger for disse.

Nærmere enkeltheter ved oppfinnelsen vil bli forklart i det følgende i tilknytning til tegningen som viser et ut-førelseseksempel ifølge oppfinnelsen. Fig. 1 viser en anordning med tre innbyrdes sam-menkoblede induktiviteter utført i ett stykke. Fig. 2 viser et ledermaterialstykke med bredde b,

tykkelse c og lengde 1, og

fig. 3 viser prinsippskjemaet for den på fig. 1

viste anordning.

Som det fremgår av fig. 1 er.en av tre sirkelfor-mede induktiviteter 1, 2 og 3 bestående svingekrets-anordning for en UHF-kanalvelger montert på en trykt lederplate som bærer den resterende del av kretsen, idet lederstykker 7, 8 og 9 er ført gjennom platematerialet 10 med ledende belegg 11 samt loddet til dette belegg. Kapasitetsdioder.4, 5 og 6 er likeledes loddet inn meliom den "varme" ende av induktivitetene og lederbelegget 11. Inne i de frittbærende induktiviteter 1, 2 og 3 er det innsatt gjengelegemer 12, 13 og 14 av isolerende materiale i hvilke det er innsatt diamagnetiske kjerner 15, 16 og 17.

Mellom den "kalde" ende av svingekretsinduktivi-tetene 1, 2 og 3 og masse ligger de nevnte lederstykker 7, 8 og 9 som representerer HF-spenningsledere som i henhold til det på fig.

3 viste prinsippskjema sammen med mellomstykkene 18 og 19 sørger

for induktiv kobling mellom de tre svingekretser. De bestemmer således seleksjonen og må dimensjoneres slik som forklart i-det føl-gende for å oppnå den ønskede seleksjon,

-o

Dimensjoneringen følger av nedenstående formel idet man først må gå ut fra formelen for en C-belastet ^/4-krets og den relative lengde blir bestemt ved

hvor ZL = transmisjonslinjekretsens bølgemotstand;

c = lyshastighet,

v = spesifikk hastighet,

^ur = relativ permeabilitetskonstant,

£r = relativ dielektrisitetskonstant,

og at det derefter følger en omformning til konsentriske anordninger med ny induktivitet ved sammenligning av fase og;absolutt verdi.

hvor Z- = bølgemotstand,

v = spesifikk hastighet,

mens de geometriske dimensjoner av den konsentriske spole blir bestemt av

(for én vinding og sirkulær spole)

hvor R = midlere spoleradius,

b = bredde av lederen,

og endelig følger de geometriske dimensjoner av koblingsstykkene av

hvor b = lederens bredde, c = lederens tykkelse, 1 = lederens lengde.

De for dimensjonering viktige størrelser, nemlig bredden b, tykkelsen c og lengden 1 er på fig. 2 illustrert med et rettvinklet parallellepiped som eksempel.

For å oppnå optimalt korte tilkoblinger for kapasitetsdiodene 4, 5 og 6 og for å kunne avstemme bekvemt loddrett på lederplatene er det hensiktsmessig å ombøye induktivitetene samt legemene 12, 13 og 14 og kjernene 15, 16 og 17 med 90° langs den på fig. 1 stiplet viste linje 20 til en posisjon parallelt med lederplaten.

Claims (3)

1. Foranderlig svingekrets-anordning med flere in-duktivt koblede kretser for UHF-område, særlig for transistoriserte UHF-fjernsynsavstemningsenheter eller kanalvelgere, som avstemmes med kapasitetsdioder hvor det anvendes i det minste to slike svingekrets-anordninger for hvert apparat og induktivitetene hver er utført med mindre enn én vinding, karakterisert ved at hele svingekrets-anordningen er oppbygget frittbærende som en enhet og bare er elektrisk og mekanisk forbundet med en trykt lederplate på dens respektive jordingspunkter.

2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at anordningene som omslynger og holder isolasjons-legemer med gjengede kjerner er ombøyet med 90° ved sin kalde ende slik at kjernene står vinkelrett på platen og de varme ender av anordningene er beliggende så langt fra platens lederbelegg at det kan skje en optimal innlodding av kapasitetsdiodene.

3. Anordning ifølge krav 1 og 2, karakterisert ved at HF-fotpunktene av slike anordninger i et apparat er loddet til masse- eller jordpotensial i den trykte lederplate på korteste vei, dvs. over et kort sete efter innstikning gjennom boringer i det bærende platemateriale med lederbelegg og at det er anordnet tverrgående mellomstykker for induktiv kobling av de enkelte svingekretser i et apparat i et ønsket spennings-delerforhold mellom den kalde ende av anordningen og masse.