NO164566B - Roerkjerne-transformator med viklinger utfoert som trykt krets. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en rørkjernetransformator innrettet for anvendelse i høyfrekvenskoblinger anordnet på ensidig belagte bæreplater i fellesantenneanlegg for VHF/UHF-området, særlig i form av fordelere og avgrenere, idet transformatoren omfatter en viklingsplate anordnet vinkelrett på den ubelagte side av vedkommende bæreplate og utført for å kunne føres med visse kantdeler inn i tilsvarende uttagninger i bæreplaten, således at viklingsdannende lederbaner på viklingsplaten i kontakt med korte tilsvarende lederbaner på bæreplaten derved danner sluttede transformatorviklinger.

En sådan transformator er for eksempel kjent fra en tilpas-nings trans f ormator i en dobbeltfordeler som er beskrevet i DE-AS 2445982. Her ligger rørkjernen K 1 i en tilsvarende uttagning i en dobbeltsidig belagt bæreplate P, hvorpå samt-lige aktuelle komponenter er tilsluttet. Transformatorviklingen består av lederbaner som er anordnet på bæreplaten P og rager gjennom rørkjernen K 1, samt over korte lederbaner på en liten plate L som ligger an mot rørkjernens endeflate, er sammenkoblet til sluttede vindinger. Denne transformator oppviser i seriefremstilling ved de trykte viklinger konstante elektriske verdier uten ettertilpasning, men fordrer imidlertid en omstendelig montering. Utover dette er den angitte oppbygning hverken egnet for kontaktdannelse i loddebad, eller for maskinell utførelse, således at en massefremstilling av en sådan fordeler ved hjelp av tilvirk-ningsautomater neppe er mulig. Fremstillingsomkostningene, som allerede av denne grunn er betraktelige, forhøyes imidlertid ytterligere ved anvendelse av et dobbeltsidig belegg på vedkommende bæreplate med store sideflater. Endelig kan bare den ene side av bæreplaten utnyttes for transformatorviklingen, således at ved forut gitt tilgjenge-lig plass, vil antallet mulige vindinger og dermed også de praktiske anvendelsemuligheter være forholdsvis små (av denne grunn utmerker også den kjente transformatoroppbygning seg ved tallrike koblingsvarianter).

Videre er det fra DE-PS 1616391, særlig fra beskrivelsen av fig. 4, kjent en dobbeltfordeler med to innbyrdes isolerte blikkstansedeler som.hver er forsynt med to armer som rager gjennom utboringer i en dobbelthullkjerne og omfatter denne fra siden med en tredje arm. Oversiden av denne tredje arm er forbundet med undersiden av de to andre armer over et metallbånd, mens undersiden av den tredje arm er ført til metallmasse ved hjelp av et ytterligere metallbånd som er ført gjennom en av kjerneutboringene. Denne kompliserte oppbygning med et stort antall deler samt loddeforbindelse utført for hånd og avstander som må nøyaktig overholdes, gjør denne fordeler komplisert i fremstilling og montasje på en bæreplate, samt meget dyr i massefremstilling. Den medfører forholdsvis grove tilvirkningstoleranser og dermed uønsket spredning av de elektriske verdier. I tillegg er denne bygge-del stor og plasskrevende, således at dens anvendelse også av denne grunn i mange tilfeller ikke er mulig. Endelig tillater viklingsoppbygningen av blikkstansedeler bare et lite antall vindinger, således at også denne kjente transformator ved oppbygning av mange retningskoblertyper må betegnes som uegnet.

Det er således et formål for oppfinnelsen å frembringe en

rørkjernetransformator for høyfrekens og av den innlednings-vis angitte art, og som under sikring av de angitte fordeler ved trykkretsutførte viklinger er oppbygd og fremstillbar på mest mulig enkel og kostnadsgunstig måte, samt også muliggjør en for massefremstilling egnet håndtering på bæreplaten, samt et størst mulig antall viklinger.

Dette oppnås i henhold til oppfinnelsen ved at viklingsplaten er utført som E-snitt hvor minst ett av platens midtben er omsluttet av en rørkjerne, idet platens transformatorviklinger er omgitt av en metallflate, hvis endeavsnitt står i galvanisk forbindelse med massebelegget på bæreplaten og hvis avstand fra de ytre viklingslederbaner er mindre enn lederbanens bredde, samt er valgt slik at kapasiteten mellom metallflaten og disse ytterste lederbaner sammen med transformatorens spredningsinduktans danner en resonanskrets, hvis resonansfrekvens ligger i det øvre driftsfrekvensområde.

En sådan kompakt oppbygning er ikke bare ukomplisert og lett fremstillings- og monterings bar, men egner seg også for ned-dykket lodding og sikrer dermed en kostnadsgunstig massefremstilling.

Det ensidige belegg på den store bæreplate bidrar naturligvis også til reduserte omkostninger. Utover dette oppnås ved dette opplegg en mulighet for et enkelt byggestensystem, hvorved forskjellige viklingsplater kan fremstilles for avgrenere og fordelere av vilkårlig utførelse uten verktøyfor-andringer for bæreplaten. Samlet innebærer foreliggende oppfinnelse en ytterst tilvirkningsvennlig, kostnadsgunstig og mangesidig utførbar og anvendbar rørkjernetransformator for høyfrekvens samt med alle de gunstige egenskaper som oppnås ved trykkretskretsfremstilling.

Rørkjernetransformatoren i henhold til oppfinnelsen kan etter behov utføres sammenføyes til en meget enkel og omkostnings-sparende flertrinns transformator, for eksempel for flertrinns retningskobler-avgrener, hvorved det oppnås en vesent-lig forenkling av viklingsplatens fremstilling, såvel som dens montering på bæreplaten. Herunder får også viklingsplaten en fordelaktig kort lengdeutstrekning, når metallflaten samlet omfatter de ytterstliggende deler av de ytre lederbaner for flere transformatorer, da det felles viklings-ben for to overlappende transformatorer bare behøver å oppta lederbanene, og således oppviser en liten bredde. Med tanke på tilstrekkelige elektriske data i det øvre delfrekvensom-rådet, bør imidlertid grensen herunder i praksis settes ved tre sammenbygde transformatorer.

Ved en rørkjernetransformator for høyfrekvens, hvor de rørkjerneopptagende ben på en viklingsplate for to transformatorer i en retningskobler, såvel som de tilhørende rør-kj erner oppviser sådanne tilsvarende forskjellige lengder åt rørkjernevolumet for en strømtransformator er mindre enn det tilsvarende volum for en spenningstransformator, er det, som det er kjent for eksempel fra DE-PS 2.703.258, på enkel måte sikret liten gjennomløpsdempning og høy tilbakeløpsdempning for alle tilkoblinger over hele driftsfrekvensområdet. Fra samme tidligere publikasjon er det også kjent, for ytterligere nedsettelse av gjennomløpsdempningen, å fordele strøm-trans f ormatorens viklinger jevnt over rørkjernens omfang, hvilket for eksempel kan oppnås ved den at tykkelsen av viklingsplaten, henholdsvis den del som danner strømtrans-formatoren, omtrent tilsvarer benbredden.

En enda gunstigere vindingsfordeling kan imidlertid oppnås ved at det på tvers av den del av viklingsplaten som danner strømtransformatoren, er anordnet en ytterligere E-formet viklingsplate på sådan måte at midtbenet på de to plater er innbyrdes sammenføyet ved hjelp av langsgående spisser som griper inn i hverandre, da det i dette tilfelle kan anvendes en tynnere og derved kostnadsgunstigere flate og det dobbelte vinningstall kan påføres en strømtransformator (flere anvendelsesmuligheter).

Figurene viser et utførelseeksempel av rørkjernetransforma-toren i henhold til oppfinnelsen i form av en retningskobler-avgrener for en antennekoblingsboks, og innrettet for å arbeide i et frekvensområde på 0,15 - 860 MHz.

Herunder er det i fig. 1 vist et koblingsskjema av avgreneren, i fig. 2a en av de to identisk utførte sider av en viklingsplate utstyrt med rørkjerner samt vist i oppriss og delvis i snitt, i fig. 2b et snitt gjennom de frie endedeler av viklingsbenene på denne viklingsplate (i forstørret målestokk), og i fig. 3 og 4 en planskisse av den belagte, henholdsvis den ubelagte side av bæreplaten, idet det filter som er tilsluttet avgreningen for oppdelingen av frekvens-området i henholdsvis radio- og fjernsynsområdet, er utelatt for oversiktens skyld da dette er uten betydning for foreliggende oppfinnelse.

Retningskobleren oppviser to adskilte, men identisk like transformatorer og U2• Primærviklingen for strømtransfor-matoren U^ er direkte innkoblet mellom inngangen E og utgangen A for avgreneren i stamledningen. Denne trans-formators sekundærvikling er for det første forbundet med avgreningstilkoblingen AB og for det annet over en kondensator Ci til metallmase M.

Primærviklingen av spenningstransformatoren U2 er på den ene side forbundet med inngangen E samt med den annen tilkobling, så vel over to seriekoblede motstander R^, R2 som over en parallellkoblet kondensator C3, forbundet med metallmasse M.

Sekundærviklingen av spenningstransformatoren U2 er innkoblet mellom avgrenertilkoblingen AB og forbindelsepunktet mellom de to motstander R^, R2 , som på sin side over en kondensator C2 er tilsluttet metallmasse M. I det øvre overføringsområde (40 - 860 MHz) hvor retningskobleren er virksom, danner kondensatorene Cj_, C3 praktisk talt kortslutninger, således at det foreligger en klassisk retningskobleravgrener, hvor den interne avslutningsmotstand for retningskobleren utelukkende frembringes av parallellkoblingen av motstandene Rj_, R2» mens kondensatoren C2 er innkoblet i tillegg som kompensasjons-kapasitet for forhøyning av den øvre grensefrekvens.

Kondensatorene og C3 danner sammen med selvinduksjonen i strømtransformatorens sekundærvikling, henholdsvis spennings-transf ormatorens primærvikling, hver sin serieresonanskrets, som er dimensjonert slik at deres resonanssekvens ligger mellom det øvre og den nedre overføringsområde

(0,15 - 26,1 MHz).

I det nedre frekvensområde virker kondensatorene som sperrer og transformatorviklingene praktisk talt som kortslutninger, således at motstandene Rj_, R2 for de signaler som kommer frem til avgrenertilkoblingen AB danner en spenningsdeler for opprettelse av den nødvendige avgreningsdempning.

Alle de angitte komponenter av den foreliggende retningskobler-avgrener er anordnet på den ubelagte side av en ensidig belagt bæreplate T, samt sammenkoblet på platens annen side ved tilsvarende metallflater eller lederbaner i henhold til den beskrevne kobling og på kostnadsgunstig måte ved neddyknlngslodding.

Strømtransformatoren Uj_ og spenningstransformatoren U2 er utført som rørkjernetransformatorer med viklinger utformet som trykte lederbaner på begge sider av en viklingsflate W i form av en dobbeltsidig belagt plate D av isolerende material. Denne plate oppviser fem utragende, innbyrdes parallelle og like lange ben Sl til S5 som alle rager ut fra et felles langsgående avsnitt. På det annet og fjerde av disse ben er de to rørkjerner Kl og K2 påført, mens viklings-benenes fri benender rager gjennom bæreplaten T fra dens ubelagte side frem til skuldre Sch på viklingsbenene Sl og S5. Vinningsdelene 2-3, 3' -4, 4' -5, 5' -6, 6' -7, såvel som 10' - 11, 11' - 12, 12' - 13, 13' - 14, 14' - 15 på viklingsplaten W er innbyrdes krysningsfritt forbundet over lederbaner 3-3', 4-4', 5-5', 6-6', såvel som 11 - 11',12 - 12', 13-13', 14-14" på bæreplaten T, således at det uten ytterligere trådbroer dannes fullstendig primærvikling for spenningstransformatoren U2 samt sekundærvikling for strømtransformatoren (i fig. 2a angir sifrene i parentes de tilsvarende punkter på platens bakside). Primærviklingen på strømtransformatoren U]_ såvel som sekundærviklingen på spenningstransformatoren U2 dannes ved vindingsdelene 1 - A henholdsvis 8-9.

De ytterste deler av de ytre viklinger på viklingsplaten W og den belagte side av bæreplaten T er omgitt av en masseplate M i en viss avstand, som er mindre enn lederbanens bredde. På denne måte danner kapasiteten mellom disse metalldeler sammen med viklingenes spredningsinduksjon en resonanskrets med resonansfrekvens i den øvre del av UHF-området. Den således oppnådde resonansstigning frembringer på enkel måte en økning av den øvre grensefrekvens til 860 MHz.

Ledningen fra inngangen E til forgreningspunktet E' er likesom ledningen mellom 9' og AB (samt derfra til det ikke angitte filter) og mellom 13' og A, omgitt på sådan måte av masseflater at en korrekt signaloverføring med hensyn til bølgemotstand er sikret. Lederbanene og masseflåtene for forbindelse av transformatortilkoblingene med de tilsvarende byggeelementer er likeledes krumningsfritt utført.

PATENTKRAV:

1. Rørkjernetransformator innrettet for anvendelse i høyfre-kvenskoblinger anordnet på ensidig belagte bæreplater i fellesantenneanlegg for VHF/UHF-området, særlig i form av fordelere og avgrenere, idet transformatoren omfatter en viklingsplate (W) anordnet vinkelrett på den ubelagte side av vedkommende bæreplate (T) og utført for å kunne føres med visse kantdeler inn i tilsvarende uttagninger i bæreplaten, således at viklingsdannende lederbaner på viklingsplaten i kontakt med korte tilsvarende lederbaner på bæreplaten (T) derved danner sluttede transformatorviklinger, karakterisert ved at viklingsplaten (W) er utført som E-snitt hvor minst ett av platens midtben (S2,S4) er omsluttet av en rørkjerne (K1.K2), idet platens transformatorviklinger er omgitt av en metallflate (M), hvis endeavsnitt står i galvanisk forbindelse med massebelegget på bæreplaten (T) og hvis avstand fra de ytre viklingslederbaner er mindre enn lederbanens bredde, samt er valgt slik at kapasiteten mellom metallflaten (M) og disse ytterste lederbaner sammen med transformatorens spredningsinduktans danner en resonanskrets, hvis resonansfrekvens ligger i det øvre driftsfrekvensområde. 2. Rørkjernetransformator som angitt i krav 1, karakterisert ved at minst to viklingsplater (W) er sammenføyet til en flertrinnstransformator i ett stykke. 3. Rørkjernetransformator som angitt i krav 2, karakterisert ved at nevnte metallflate (M) omfatter i fellesskap de ytterstliggende deler av de ytre lederbaner for flere transformatorer (U^, U2)• 4. Rørkjernetransformator som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at de rørkjerneopptagende ben (S2, S4) på en viklingsplate (W) for to transformatorer i en retningskobler, såvel som de tilhørende rørkjerner (Kl, K2) oppviser sådanne tilsvarende forskjellige lengder at rør-kjernevolumet for en strømtransformator (U^) er mindre enn det tilsvarende volum for en spenningstransformator (U2). 5. Rørkjernetransformator som angitt i krav 4, karakterisert ved at tykkelsen av viklingsplaten (W), henholdsvis den del som danner strømtransfor-matoren (U^), omtrent tilsvarer benbredden. 6. Rørkjernetransformator som angitt i krav 4, karakterisert ved at det på tvers av den del av viklingsplaten (W) som danner strømtransformatoren, er anordnet en ytterligere E-formet viklingsplate på sådan måte at midtbenet (S2) på de to plater er innbyrdes sammenføyet ved hjelp av langsgående spisser som griper inn i hverandre.