NO861089L - Effektkobler av tynnfilmtypen. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en tynnfilmenergikopler med konsentrerte kretselementer innbefattende induktorer og kondensatorer.

Det er kjent at innenfor mikrobølgemottagere og sendere til radio-link-utstyr anvendes innkommende og utgående signalomformere idet disse omformerne innbefatter mellomfrekvenskrefter med energidelere eller energitilliggere eller energikoplere generelt.

Det er også kjent at ved mikrobølgefrekvensområdet kan mikrostrimmel-linjeenergikoplere bli tilveiebrakt ved tynnfilmteknologi. Størrelsen på slike kretser er relatert med den sentrale arbeidsfrekvensen og de øker når frekvensen avtar. For mellomfrekvenser omkring 70 til 140 MHz blir disse størrelsene uttillatelige, da kretser med konsentrerte elementer ("lumped elements") er nødvendig.

Energikoplere frembrakt ved diskrete kretselementer har generelt gode ytelser, men de er svært dyre og fremfor alt utgjør de problemer ved forbindelse med andre deler av kretsen når sistnevnte har blitt tilveiebrakt ved tynnfilmteknologi. Energikoplere frembrakt ved tynnfilmteknologi og konsentrerte kretselementer opptar i stedet for en stor del av plassen og har inadekvate ytelser som tvinger bruken av anordningen i et svært smalt bånd om den sentrale arbeidsfrekvensen eller i en svært ubalansert drift.

Det er et formål med foreliggende oppfinnelse å unngå ovenfor angitte ulemper og tilveiebringe en tynnfilmenergikopler spesielt en 3 dB og 90°mellomfrekvensenergideler med konsentrerte kretselementer, som har en god ytelse i et tilstrekkelig bredt bånd om den sentrale arbeidsfrekvensen som opptar liten plass og som er pålitelig og billig.

Ovenfornevnte blir tilveiebrakt ved hjelp av den innledningsvis nevnte tynnfilmkopleren og hvis karakteristiske trekk fremgår av krav 1.

Ytterligere trekk ved oppfinnelsen fremgår av underkravene.

Oppfinnelsen skal nå beskrives nærmere ved hjelp av en foretrukket ikke-begrensende utførelsesform med henvisning til tegningene, hvor: Fig. 1 viser et elektrisk diagram av en energideler ifølge foreliggende

oppfinnelse.

Fig. 2 viser et riss ovenfra av en tynnfilmutførelseskrets på fig. 1.

Fig. 3 viser en detalje ved fig. 2.

Fig. 1 viser fire porter 1, 2, 3 og 4. En kondensator 5 er forbundet mellom portene 1 og 2, mens en kondensator 6 er forbundet mellom portene 3 og 4. En ende til en induktor 7 er også forbundet med porten 1, mens en ende til en induktor 8 også er forbundet med porten 2. En ende til en induktor 9 er forbundet med porten 3, mens en ende til en induktor 10 er forbundet med porten 4. De andre to endene til induktorne 7 og 9 er forbundet med hverandre, idet de danner den første grenen til kretsen, og med enden til en kondensator 11 og med enden til en kondensator 12. De andre to endene til induktorne 8 og 10 er forbundet med hverandre, idet de danner den andre grenen til kretsen, og med den andre enden til kondensatoren 11 og enden til en kondensator 13. De to andre endene til kondensatorne 12 og 13 er jordet ved 14.

Kondensatorne 5 og 6 har samme verdi og kondensatoren 12 og 13 har også samme verdi. De fire induktorne 7, 8, 9 og 10 har også samme verdi, og induktorne 7 og 8 er dessuten koplet med hverandre ved hjelp av en felles induktans, idet det samme er tilfelle med induktorne 9 og 10.

På fig. 2 har de samme komponentene som er vist på fig. 1 fått samme henvisningstallet som på fig. 1 og her er kun vist de elementene som er vesentlige for forståelsen av oppfinnelsen. På figuren er de fire induktorne 7, 8, 9 og 10 tilveiebrakt på en første overflate til en isolasjons-bærer 15 med tynnfilmteknologi. Induktorne 7 og 8 er forsterket ved å anvende to mikrostrimmellinjer som vender mot hverandre, og som danner en firkantformet spiral 16 og er på denne måten magnetisk koplet med hverandre. På samme måte er også induktorne 9 og 10 tilveiebrakt ved å bruke to mikrostripslinjer som vender mot hverandre og som danner en firkantformet spiral 17 og på denne måten er også de magne tisk koplet med hverandre. I motsetning til hva som er vanligvis gjort ved tynnfilmkretser mangler området tilsvarende induktorne 7, 8, 9 og 10 den andre overflaten til bæreren 15 (ikke vist på figuren) jordingssjiktet for å unngå virkningen av uønskede kapasitanser til nevnte induktorer.

Dette er spesielt fordelaktig ved at den tillater en svært god magnetisk kopling for hver av de to induktorparene 7-8 og 9-10 og gir en svært god romanvendelse. Ved firkantformen tilveiebringes et forhold mellom induktans verdien og overflaten som er mye høyere sammenlignet med en sirkulær elliptisk form. Ved å vende de to induktorne mot hverandre tilveiebringes det i tillegg til en mye bedre magnetisk kopling at to induktorer i en overflate normalt tatt opp av kun en induktor som gir en betydelig rommessig innsparing.

Ved en utførelsesform av oppfinnelsen kan spiralen bli tilveiebrakt ved å anvende en sirkulær form og ved en andre form ved en elliptisk form.

På fig. 3 har samme elementene som vist på figurene samme henvisnings-tall, men 1 angir lengden på den ytre siden av den firkantformede spiralen, w angir bredden på mikrostrimmellinjene, s angir avstanden mellom to mikrostrimmellinjer, D angir avstanden mellom to tilliggende spoler og N angir antall spoler.

Ved de foregående figurene har en energideler blitt beskrevet, men kretsen kan også bli anvendt som en addererkrets eller mer generelt som en energikopler ved egnet dimensjonering av komponentene.

Kompontendimensjoneringen har blitt utført for å tilveiebringe en 3 dB og 90° energideler som arbeider med 70 MHz sentralfrekvens på en slik måte at ved 50-90 MHz frekvensbånd arbeider den i en maksimal 1 dB ubalansert drift.

Man går ut i fra at energidelerparameterne kan variere mellom følgende verdier: 1 fra 5 til 10 mm, w fra 0,05 til 0,2 mm, s fra 0,01 til 0,1 mm, D fra 0,1 til 0,5 mm og N fra 2 til 5.

Med henvisning til foregående figurer er driften av anordningen den som er velkjent for en 3 dB og 90°energideler, ved hvilke ved tilpassede betingelser inngangssignalet kommer til porten 1, en halvdel av inngangssignalet kommer ut fra porten 2, kallet koplingsporten, en halvdel av inngangssignalet kommer ut fra porten 3 kallet direkteport og ikke noe signal kommer ut fra porten 4 kallet isolasjonsporten. Signalene som kommer ut fra porten 2 og 3 er dessuten 90°ute av fase med hverandre.

Kondensatoren 11 tillater forbedring av den elektriske koplingen mellom første og andre grenene til energideleren og gjenvinner mulige toleranser sikret ved fremstillingen av tynnfilminduktorne.

Fordelene ved tynnfilmenergikopleren ifølge foreliggende oppfinnelse skulle være klare. Det at kopleren har blitt tilveiebrakt ved hjelp av tynnfilmteknologi, er den blitt integrert på samme bærer med den øvrige kretsen og den er således pålitelig, ikke dyr, opptar lite om, den har svært gode ytelser og den kan bli anvendt enten som en energideler eller som en energitilligger. ,

Claims (19)

1. Tynnfilmenergikopler med konsentrerte kretselementer innbefattende induktorer (7, 8, 9, 10) og kondensatorer (5, 6, 11, 12, 13), karakterisert ved at i det minste en første (7) og en andre induktor (8) er magnetisk koplet med hverandre.

2. Kopler ifølge krav 1, karakterisert ved at for å tilveiebringe den magnetiske koplingen er den første (7) og den andre induktoren (8) tilveiebrakt ved å anvende to mikrostrimmellinjer (7, 8) som vender mot hverandre og er viklet slik at de danner en første spiral (16).

3. Kopler ifølge krav 2, karakterisert ved at den første spiralen (16) er firkantformet.

4. Kopler ifølge krav 2, karakterisert ved at den første spiralen (16) er sirkulærformet.

5. Kopler ifølge krav 2, karakterisert ved at den første spiralen (16) er elliptisk formet.

6. Kopler ifølge krav 2, karakterisert ved at avstanden (s) mellom mikrostrimmellinjene (7, 8) har en verdi mellom 0,01 og 0,1 mm.

7. Kopler ifølge krav 2, karakterisert ved at antall viklinger (N) til den første spiralen (16) er mellom 2 og 5.

8. Kopler ifølge krav 1, karakterisert ved at minst en tredje (9) og en fjerde (10) induktor også er magnetisk koplet med hverandre.

9. Kopler ifølge krav 8, karakterisert ved at for å tilveiebringe den magnetiske koplingen er den tredje og fjerde (10) induktoren tilveiebrakt ved å bruke to mikrostrimmellinjer (9, 10) som vender mot hverandre og viklet slik at de danner en andre spiral (17).

10. Kopler ifølge krav 8, karakterisert ved at den andre spiralen (17) er firkantformet.

11. Kopler ifølge krav 8, karakterisert ved at den andre spiralen (17) er sirkulær.

12. Kopler ifølge krav 8, karakterisert ved at den andre spiralen (17) er elliptisk formet.

13. Kopler ifølge krav 8, karakterisert ved at avstanden (s) mellom mikrostrimmellinjen (9, 10) har en verdi mellom 0,01 og 0,1 mm.

14. Kopler ifølge krav 8, karakterisert ved at antall spoler (N) til den andre spiralen (17) er mellom 2 og 5.

15. Kopler ifølge krav 1 og 8, karakterisert ved at den innbefatter en bærer (15) og at den andre overflaten til bæreren (15) mangler et jordet sjikt i området tilsvarende induktoren (7, 8, 9, 10).

16. Kopler ifølge krav 1 og 8, karakterisert ved at den første induktoren (7) er forbundet med den tredje induktoren (9) som danner en første gren av kopleren, at den andre induktoren (8) er forbundet med den fjerde induktoren (10), som danner en andre gren av kopleren, og at en kondensator (11) er forbundet mellom forbindelses-punktet til den første (7) og den tredje induktoren (9) og forbindelses-punktet til den andre (8) og den fjerde induktoren (10).

17. Kopler ifølge krav 16, karakterisert ved at verdien til kondensatoren (11) er valgt på en slik måte at det tilveiebringes ønsket kopling mellom -første og andre gren til kopleren og for å gjenvinne mulig toleranse påført ved fremstilling av induktoren (7,8, 9, 10).

18. Kopler ifølge et eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at verdien til induktoren (7, 8, 9, 10) og til kondensatoren (5, 6, 11, 12, 13) er valgt på en slik måte at de virker som en energideler.

19. Kopler ifølge et eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at verdien til induktoren (7, 8, 9, 10) og til kondensatoren (5, 6, 11, 12, 13) er valgt slik at de virker som en energiadderer).