DE1800894A1

DE1800894A1 - Modulare abstimmbare Schaltung und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE1800894A1
Application number: DE19681800894
Authority: DE
Inventors: Weber Roger Lewis
Original assignee: Texas Instruments Inc
Current assignee: Texas Instruments Inc
Priority date: 1967-10-27
Filing date: 1968-10-03
Publication date: 1970-06-11
Also published as: FR1587574A; US3593217A; NL6815295A; GB1233570A; ES375977A1

Description

OR.-INQ. DIPL.-IN». M.SC. DIPI PHY«. OR. OIPL.-PHVS.

HÖGER - STELLRECHT - GRIESSBACH - HAECKER

PATENTANWÄLTE IN STUTTGART

A 36 776 Id
Ly-ta
1.10.68

Texas Instruments Incorporated, 13500 North Central Expressway, Dallas, Texas, U.S.A.

Modulare abstimmbare Schaltung und Verfahren zu ihrer Herstellung.

Die Erfindung betrifft eine modulare abstimmbare Schaltung mit einem Gerät, das mit einem Kern aus magnetischem Material mit hohem spezifischem Widerstand und einem um diesen Kern gewickelten Leiter versehen ist.

Sie betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung von Spulenkernen,

Die erfindungsgeaässe modulare Miniaturschaltung ist aus

009824/161*

A 36 776 b '. -

Ly-ta

1.10.68 - 2 -

Blindkomponenten aufgebaut.

Infolge der Grosse der gegenwärtig verfügbaren abstimmbaren Komponenten besteht in der Elektronik-Industrie ein Bedarf an Miniatur-Resonanz--oder .Entkopplungskreisen, die eine annehmbare Grosse haben, ferner ein Herstellungsverfahren mit monolytischen aus dünnen und dicken Folien bestehenden Komponenten des Gesamtschaltkreises, von welchem der Blindschaltkreis einen Teil darstellt« Die gegenwärtige Notwendigkeit, grosse abstimmbare Komponenten getrennt von dem übrigen Schaltkreis unterzubringen, begrenzt die gewünschte Reduzierung des von dem Gesamtschaltkreis eingenommenen Gesamtraumes. Ein typischer modularer abstimmbarer Schaltkreis kann auf einem Raum von nur 3,2 ·χ 1,8 χ 2,5 mm (0,125 χ 0,75 x 0,1 Zoll) untergebracht werden und er nimmt nur ein Volumen von weniger als 15mm (0,00094 Kubikzoll) ein. Ein derartig begrenzter Raum reicht nicht aus für separat angeordnete ringförmige Spulen und Kondensatoren als Blindelemente der Schaltung. Da ferner das Wickeln einer ringförmigen Spule mit geschlossenem Kern mechanisch nicht leistungsfähig durchgeführt werden kann, ist die Herstellung von modularen Miniaturschaltungen» die derartige Spulen enthalten, langwierig und teuer. Wenn die Blindkomponenten

0« i'i'f 4 / 1 6 1 4

Ly-ta

1.10.68 - 3 -

als Teil eines modularen Minaturschaltkreises getrennt eingebaut werden müssen, ist die Verwendung derartiger Schaltkreise auf bestimmten Anwendungsgebieten sehr stark eingeschränkt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Miniaturspule für einen modularen Schaltkreis zu schaffen, die leicht und einfach auf einem Träger befestigt werden kann, der auch die anderen Komponenten der Schaltung trägt.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der Kern der Spule praktisch die Form eines H hat, das mit zwei Schenkeln und einem diese verbindenden Teil versehen ist, dass ferner Metallschichten vorgesehen sind, die Teile dieser Schenkel bedecken, und dass der isolierte Leiter auf das Verbindyngsstück des Kernes gewickelt ist und seine Enden elektrisch an bestimmte Metallschichten angeschlossen sind, wodurch eine Spule gebildet wird.

Der erfindungsgemässe Miniaturkern kann wesentlich schneller gewickelt werden als ein üblicher ringförmiger Kern. Die modulare abstimmbare Miniatürschaltung ist ferner mit einem einstellbaren mit einer Spule verbundenen Kondensator versehen. Der Kern der Miniaturspule hat integrale Anschlüsse

0Ö9S2W16U

1.10.68 - 4 -

für die Verbindung mit einem modularen Schaltkreis.

Beispielsweise Ausführungen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben, in der

Fig.l eine Anzahl einzelner Stäbe aus einem magnetischen Material mit hohem spezifischem Widerstand zeigt, welche von einem Barren abgeschnitten wurden«

Fig.2 zeigt im Schnitt einen der Stäbe nach Fig.l, nachdem er mit einer Metallschicht überzogen wurde.

Pig.3a zeigt eine Anzahl einzelner Kerne, die von dem Stab nach Fig.2 abgeschnitten wurden, nachdem auf jeder der beiden gegenüberliegenden mit Metall überzogenen Flächen des Stabes in Längsrichtung eine breite Nut hergestellt worden ist.

Fig.3b zeigt eine Anzahl einzelner Kerne, die von dem Stab nach Fig.2 abgeschnitten wurden,nachdem auf jeder der beiden entgegengesetzten mit Metall überzogenen Flächen des Stabes in Längsrichtung eine breite

und
Nut hergestellt worden ist/ nachdem auf jeder von zwei gegenüberliegenden mit Metall überzogenen Flächendes Stabes in Längsrichtung eine schmale Nut ausgebildet worden ist. _

009*24/161

1.10.68 - 5 -

Figo 4 zeigt im Schnitt eine Anzahl einzelner Stäbe, die von einem mit Metall überzogenen Barren aus dielektrischem Material abgeschnitten worden sind.

Pig.5 zeigt eine Anzahl einzelner Kondensatoren, die von einer der Stangen nach Fig.4 abgeschnitten worden sind, nachdem in einer der metallüberzogenen Flächen des Stabes in Längsrichtung eine schmale Nut hergestellt worden ist.

Fig.6 zeigt eine Kombination aus einem der Kondensatoren nach Fig.5 und einer Spule, die aus einem der Kerne nach Fig.3a hergestellt worden ist.

Fig.7a zeigt einen modularen Entkopplungskreis·"

Fig.7b zeigt schematisch das Schaltbild des elektrischen Schaltkreises nach Fig.7a.

Fig.8a zeigt einen modularen Resonanz-Schaltkreis.

Fig.8b zeigt schematisch ein Schaltbild des elektrischen Schaltkreises nach Fig.8a.

Fig.9a zeigt einen modularen Entkopplungekreis ■

mit einem Anschluss für die Impedanz-Umformung. Fig.9b zeigt schematise!! ein Schaltbild des elektrischen Schaltkreises nach Fig.9a.

Fig.10a zeigt einen modularen Resonanz-Schaltkreis mit einem Anschluss für die Impedanzumformung.

A 36 776 b

1.10o68 . - - 6 -

Fig.10b zeigt schematisch das Schaltbild des elektrischen Schaltkreises nach Fig.10a.

Fig.11a zeigt einen modularen Entkopplungskreis mit einem Transformator, der eine nicht abgestimmte Primärwicklung und eine abgestimmte Sekundärwicklung mit einer Äbzweiung für die Impedanzumformung.

Fig.11b ist ein schematisches Schaltbild der elektrischen Schaltung nach Fig.11a und

Fig.12 zeigt eine Anzahl von Blindschaltungen in einem I-F-Video-Verstärker.

Die Erfindung betrifft kurz gesagt einen Kondensator, der auf einer H-förmigen Spule befestigt ist, um die Komponenten eines Minatur-Blindschaltkreises in Bausteinform zu bilden und sie betrifft ferner die Herstellung der Spule und den Aufbau des modularen Blindschaltkreises. Die Blindschaltung wird durch Verstellen des Kondensators abgestimmt. Um den Kern der H-förmigen Spule herzustellen, wird eine dünne Platte aus magnetischem Material mit hohem spezifischem Widerstand in Stäbe geschnitten und jeder Stab mit einer Metallschicht überzogen. Jeder Stab erhält zwei Nuten, so dass sich die Form eines H ergibt, wobei die Metallschicht auf den übrigen Flächen des Stabes erhalten bleibt, worauf der Stab in einzelne Kerne zerschnitten wird. Die Form des Η-Kernes erleichtert das Aufwickeln

0 tf f * 2 * / 1 6 U

1.10.68 - 7 -

des isolierten Leiters in den beiden Nuten zwischen den beiden Schenkeln des Kernes bei der Herstellung der Spule. Die Metallschichten verbleiben nur auf Teilen von jedem der Schenkel des Kernes und sie werden danach auf einer Seite mit einem Träger und auf der entgegengesetzten Seite der Spule mit einem Kondensator elektrisch verbunden.

Der Kondensator wird hergestellt, indem ein dielektrisder Stab auf zwei gegenüberliegenden Flächen mit einer Metallschicht überzogen wird. Auf einer Fläche des dielektrischen Stabes wird eine schmale Nut vollständig durch die Metallschicht eingeschnitten, um doppelte coplanare Platten auf dieser Seite des Stabes zu bilden, worauf der Stab in einzelne Doppelkondensatoren zerschnitten wird. Auf einer Metallschicht auf einem Teil von jedem Schenkel der Spule, wird ein Kondensator befestigt, wobei die mit der Nut versehene Seite des Kondensators auf die Spule zu gerichtet ist. Die so gebildete Blindschaltung wird dann an den Rest einer grösseren Schaltung angeschlossen, indem die MeIaLlschicht eines anderen Teiles von jedem Schenkel mit einem leitfähigen Muster auf einer Stützfläche verbunden wird, z.B. einer gedruckten Schaltung oder einer dicken oder dünnen Trägerfolie. Die Grosse der oberen

604924/1614

Ä^b 180089 k

1cl0c68 - 8 -

Fläche des Kondensators (die gemeinsame Platte des Doppelkondensators) wird dann, wenn gewünscht, durch einen mit einem Schleifmittel angefüllten Luftstrom reduziert, um die durch die Spule und den Kondensator gebildete Blindschaltung abzustimmen.

In Pig.l wird eine Anzahl einzelner Stäbe 1 beispielsweise von einer nicht gezeigten Platte aus magnetischem Material mit hohem spezifischem Widerstand, wie z.B. einem Ferrit, abgesägt als erste Stufe bei der Herstellung „einer modularen Blindschalt.ung, die eine Spule in der Form eines H enthält. Für die meisten Anwendungsgebiete muss das für den Kern der Spule verwendete Material einen genügend hohen spezifischen Durchgangswiderstand haben, so dass das Material selbst keine übermässigen WiderStandsverluste aufweist oder ergibt. Ferner sollte die Dielektrizitätskonstante des Materials niedrig sein, damit keine übermässig über die Spule verteilte Kapazität auftritt. In einigen Fällen sind die zusätzlichen Verluste oder die zusätzlich verteilte Kapazität für den Betrieb der Blindkomponenten der Schaltung nicht schädlich. In diesen Fällen, in denen zusätzlich Verluste oder zusätzlich verteilte Kapazität nicht schädlich ist, kann ein Material mit einem niedrigen spezifischen Durchgangswiderstand und/oder einer hohen Dielektrizitäts-

— 9 —

W 1614

A 36 776 b
Ly- ta
1.10.68

konstante verwendet werden. Eine Berücksichtigung der Eigenschaften des Kernmaterials hinsichtlich seines spezifischen Durchgangswiderstandes und seiner Dielektrizitätskonstante ist wesentlich, da infolge der Ausbildung der Metallschichten auf dem Kern die elektrischen Kontakte mit der Spule an den Metallschichten angebracht sind, die eng an das magnetische Material des Kernes gebunden sind.

In sämtlichen Figuren sind gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen versehen. Da das Hauptanwendungsgebiet der Erfindung modulare Miniaturschaltungen betrifft, werden einige typische Abmessungen gegeben, um die ausserordentlich kleine Grosse der einzelnen Teile der Schaltung zu betonen. Diese Abmessungen werden als Beispiel gegeben und dienen der Erläuterung und sollen die Erfindung in keiner Weise begrenzen oder einschränken. Auch sind die Figuren nicht massgetreu, sondern sie sollen die wichtigen Elemente der Erfindung deutlich wiedergeben.

Der einzelne Stab 1 wird durch irgend ein bekanntes Verfahren mit einer leitfähigen Schicht überzogen. Die leitfähige Schicht kann beispielsweise aufgebracht werden, indem der Stab mit einer Kupferschicht elektroplattiert wird.

-lo-

1614

1.10.68 - 10 -

Nachdem der Stab 1 beispielsweise mit einer Kupferschicht elektroplattiert ist, und zwar mit einer Dicke, die einen Verbindungsweg mit ausreichend niedrigem elektrischem Widerstand ergibt, wenn die Metallschicht später für die elektrischen Anschlüsse verwendet wird, wird auf den mit Kupfer überzogenen Stab 1 eine dicke Passivierungsschicht aus Silber elektroplattiert, um eine doppelte Schicht 2 aus Metall zu bilden, wie in Fig.2 gezeigt ist, wobei die Einzelschichten aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht getrennt dargestellt sind.

Abhängig von der Art der gewünschten Blindschaltung, erhält der Stab 1 eine Form, wie sie in Fig.3a oder Fig.3b gezeigt ist. Durch übliche Mittel, z.B. durqh Sägen, wird in dem Stab 1 nach Fig.2 eine breite Nut 3 hergestellt, und zwar in Längsrichtung auf zwei gegenüberliegenden metallüberzogenen Flächen des Stabes, wobei die Nuten tief genug sind, dass kein Metall in den Nuten zurückbleibt. Der Stab wird dann z.B. durch Sägen in einzelne Kerne 4 unterteilt, von denen jeder H-förmig ausgebildet ist, wie Fig.3a zeigt. Die nicht gezeigten Enden des Stabes werden nicht verwendet, so dass jeder Kern 4 identische Flächen hat. Jeder Kern 4 hat somit Metallschichten, die Teile 5a, 5b und 6a und 6b der beiden Schenkel 5 und 6 des Kernes

- 11 -

1.10.68 - 11 -

abdecken. Das Verbindungsstück des Kernes 4 zwischen den Schenkeln wird zum nachfolgenden Aufwickeln des Leiters benutzt, um eine H-förmige Spule herzustellen, wie Fig.6 zeigt.

Eine andere Ausbildung des H-förrnigen Kernes ist in Pig.3b gezeigt. Die breiten Nuten 3, die in Längsrichtung in zwei gegenüberliegenden mit Metall überzogenen Flächen des Stabes 1 ausgebildet sind, werden hergestellt, wie in Verbindung mit Fig.3a beschrieben wurde. Ausserdem wird in dem Stab 1 nach Fig.2 durch übliche Mittel, z.B. durch Sägen, in Längsrichtung in jeder der anderen gegenüberliegenden mit Metall überzogenen Flächen des Stabes eine schmale Nut 8 hergestellt. Die schmalenNuten 8 sind tief genug, um die Metallschichten völlig zu durchdringen, wodurch die Teile 5a und 5b elektrisch voneinander isoliert sind und ebenso die Teile 6a und 6b. Nach der Herstellung der Nuten wird der Stab in einzelne Kerne 7 unterteilt. Die nicht gezeigten Enden des genuteten Stabes werden ausgeschieden, so dass jeder Kern sieben identische Flächen hat. Die Notwendigkeit zur Herstellung der beiden Kernformen, die die Fig.3a und 3b zeigen, wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert.

- 12 -

009*24/1.614

1.10.68 - 12 -

Um den Kondensator für die modulare Blindschaltung herzustellen, wird eine nicht gezeigte Platte aus" dielektrischem Material, wie z.B. Bariumtitanat,durch irgendeine übliche Methode mit einer Metallschicht überzogen. Wie in Verbindung mit Fig.2 ausgeführt wurde, ist eine Methode die, auf die Platte eine Kupferschicht und danach eine Silberschicht zu elektroplattieren, um eine doppelte Metallschicht zu bilden. Die mit Metall überzogene Platte wird in einzelne Stäbe 9 unterteilt, die Schichten 10 aus Metall aufweisen, wie in Pig.4 gezeigt ist, und zwar durch irgendeine übliche Methode, z.B. durch Siegen, wodurch die nicht gezeigten Enden der Platte ausgeschieden werden, so dass jeder Stab identische Flächen hat. In einer mit Metall überzogenen Fläche des Stabes 9 wird eine schmale Nut 11 hergestellt, welche die Schicht 10 aus Metall auf dieser Fläche vollständig durchdringt, um zwei getrennte Schichten zu bilden. Die mit Metall überzogene Stange 9 wird dann in etozebaeKondensatoren 12 zerschnitten, wie in Fig.5 gezeigt ist, wobei die nicht gezeigten Endstücke ausgeschieden werden, so dass jeder Kondensator identische Flächen-hat. Jeder Kondensator 12 besitzt die gemeinsame Kondensatorplatte 10a und zwei gegenüberliegende coplanare Kondensatorplatten 10b und 10c. ,Die Nut 11 teilt effektiv den Kondensator 12 in zwei in Reihe

- 13 -

0 09824/16U

A 36 776 b Ly-ta

1.10.68 - 13 -

liegende Kondensatoren oder in einen Doppelkondensator, wobei die Lage der Nut 11 die relativen Vierte der beiden Kondensatoren bestimmt.

In Pig.6 ist ein vollständiger Schaltkreis aus einem Kondensator 12 und einer H-förmigen Spule 13 dargestellt, die dadurch hergestellt wird, dass der isolierte Leiter 14, üblicherweise ein mit einer Isolation überzogener Kupferdraht um das Verbindungsstück des Kernes 4 gewickelt wird und die beiden Enden des Leiters elektrisch mit den Metallschichten der Teile 5a, 5b und 6a, 6b verbunden werden. Der Betrieb der H-förmigen Spule ist sehr günstig im Vergleich mit der ringförmigen Spule, die einen geschlossenen Kern hat. Die Elininierung des geschlossenen Kernes hat keine merkliche Beeinträchtigung der Induktanz oder des Gütefaktors der Spule zur Folge. Da kein geschlossener Kern verwendet wird wie bei einer ringförmigen Spule, kann der H-förmige Kern wesentlich einfacher gewickelt werden, wodurch gegenüber der ringförmigen Spule Kosten und Arbeitszeit gespart werden. Da kein geschlossener Kern verwendet wird, ist der H-förmige Kern leichter zu wickeln als der ringförmige Kern. Der H-förmige Kern kann zwischen Spindeln angeordnet und schnell gedreht werden, wodurch der

- 14 -

009834/1614

Ly-ta ' ·

1.10.68 - 14 -

Leiter auf den Kern aufgewickelt wird, was bei einem geschlossenen Kern unmöglich ist. Der Kondensator 12 wird auf der Spule 13 befestigt, wobei die Fläche, die die Nut 11 enthält, auf die Spule 13 zu gerichtet ist. Die Kondensatorplatten 10b und 10c des Kondensators 12 sind elektrisch mit den Metallschichten der Teile 5a und 6a entsprechend verbunden, und zwar durch irgendeine übliche Methode, wie z.B. durch Löten, um einen eine Einheit bildenden Blindschaltkreis herzustellen. Die Verbindungsstellen zwischen den Kondensatorplatten 10b und 10c des Kondensators 12 und den Metallschichten der Teile 5a und 6a der Spule 13 vervollständigen die elektrischen Anschlüsse baw.Verbindungen des Blindschaltkreises.

In den Pig,7a bis lic sind einige typische Beispiele verschiedener abstimmbarer Blindschaltkreise gezeigt, die aus modularen Minaturbauteilen gemäss der Erfindung aufgebaut sind. In Pig.7a ist ein Entkopplungskreis mit einer H-förmigen Spule 13 und einem Kondensator 12 dargestellt, der mit einem leitfähigen Muster auf einem Träger 15 verbunden ist und dessen äquivalentes elektrisches Schaltbild in Pig.7b gezeigt ist. Der Kondensator 12 ist mit der Spule 13 durch die in Verbindung mit Pig.6 beschriebene

- 15 -

1614

1.10.68 - 15 -

Methode verbunden worden. Die Blindschaltung ist auf dem Träger 15 montiert, der aus einer üblichen gedruckten Schaltplatte oder einer Unterlage aus Tonerde bestehen kann, die leitende Anschlüsse A und B besitzt. Die Metallschicht auf dem Teil 5b der Spule 13 ist mit dem Anschluss B z.B. durch Löten verbunden, während die Metallschicht auf dem entsprechenden Teil 6b mit dem Anschluss A verbunden ist. Ein Ende des Leiters 14 ist elektrisch mit den gemeinsamen Metallschichten auf den Teilen 6a und 6b verbunden. Das entgegengesetzte Ende des Leiters ist an die elektrisch gemeinsamen Metallschichten auf den Teilen 5a und 5b angeschlossen. Die gesamte Blindschaltung ist über die Anschlüsse A und B elektrisch an die übrige Schaltung angeschlossen, wobei die Blindschaltung einen Teil dieser Schaltung darstellt. Die Blindschaltung wird abgestimmt, um den gewünschten Frequenzbereich bzw. Frequenzgang zu liefern, wobei, falls notwendig, ein Teil 17 der oberen Kondensatorplatte 10a des Kondensators 12 beispielsweise durch Verwendung eines mit einem Schleifmittel angefüllten Luftstromes abgetragen wird.

In Fig.8a ist ein Resonanzschaltkreis gezeigt, dessen äquivaltentes elektrisches Schaltbild in Fig.8b dargestellt ist. Der Kondensator 12 ist mit der Spule 16 durch die

- 16 00·βη/1614

in Verbindung mit Pig.6 beschriebene Methode verbunden. Die Metallschichten auf den Teilen 6a und 6b sind durch die Ausbildung der Nut 8 bei der Herstellung des Kernes elektrisch voneinander isoliert, wie in Verbindung mit Pig. 3b erläutert wurde, mit der Ausnahme, dass die Nut 8 zwischen den Metallschichten auf den Teilen 5a und 5b bei der Herstellung des Kernes weggelassen wurde. Die Metallschichten auf den Teilen 5b und 6b sind entsprechend an die Anschlüsse B und A des Trägers 15 angeschlossen, und ein Ende des Leiters 14 ist mit der Metallschicht auf dem Teil 6b verbunden, während das entgegengesetzte Ende mit der Metallschicht auf dem Teil 6a verbunden ist, um den vollständigen Resonanzschaltkreis zu bilden. Wie in Verbindung mit Pig.7a erläutert wurde, wird der Kondensator eingestellt, indem, falls notwendig, ein Teil 17 der oberen Kondensatorplatte 10a durch einen Strom von mit einem Schleifmittel gefüllter Luft abgetragen wird.

Ein besonderes Merkmal der Erfindung ist darin zu sehen, dass ein geeigneter Abgriffpunkt für die Impedanzumformung vorgesehen ist. Die zusätzlichen Kosten eines Zwischenanschlusses an der Spule wären ein hemmender Paktor bei der •Herstellung der Schaltung. In Fig.9a ist ein Entkopplungskreis

- 17 -

00HÄ2W16U

1.10.68 - 17 - '

mit einem Abzweig für die Impedanzumformung dargestellt, dessen äquivalentes elektrisches Schaltbild in Fig.9b gezeigt ist. Die Metallschichten auf den Teilen 5b und 6b sind entsprechend mit den Anschlüssen B und A des Trägers 15 verbunden, während die Kondensatorplatten 10b und 10c des Kondensators 12 an die Metallschichten der Teile 5a und 6a entsprechend angeschlossen sind. Die Enden des Leiters 14 sind an die elektrisch gemeinsamen Metallschichten der Teile 5a, 5b und 6a, 6b der Spule 13 angeschlossen. An der oberen Kondensatorplatte 10a des Kondensators 12 ist mit Hilfe eines Metallstreifens 21, der zwischen die obere Kondensatorplatte 10a und den Anschluss C auf dem Träger 15 geschaltet ist, ein Zwischenabgriff ausgebildet. Die Impedanzen zwischen den Klemmen B und C und den Klemmen A und C der Blindschaltung sind Teile der Gesamtimpedanz zwischen den Klemmen A und B. Das Impedanzverhältnis zwischen den beiden Kondensatoren (10b, 10a und 10c, 10a) ist durch die Lage der Nut 11 gegeben und durch den Abstand zwischen den Schenkeln 5 und 6 des H-förmigen Kernes begrenzt.

Pig.6 zeigt einige Abmessungen eines typischen Minaturblindkreises, wobei der Abstand zwischen den Teilen 5a und 6a der

- 18 -

O0982W16U

1.10.68 - 18 -

Schenkel der Spule 13 etwa 1,6 mm (0,065 Zoll) beträgt, was eine Breite von 0,75 mm (0,03 Zoll) für jeden Schenkel erlaubt, so dass die Gesamtbreite etwa 3,2 mm (0,125 Zoll) beträgt. Bei einer Breite von 0,125 mm (0,005 Zoll) für die Nut 11 zwischen den Kondensatorplatten 10b und 10c des Kondensators 12 wird ein max. Verhältnis der Plattenflächen von etwa 3:1 erreicht. Das durch die Kondensatorverhältnisse an der Abgriffstelle C in Fig.9a so gebildete Impedanzverhältnis kann dann von etwa 1/16 oder 6,7$ bis zu etwa 9/16 oder 56>2# der gesamten Entkopplungsimpedanz variiert werden,und zwar abhängig von der tatsächlichen Lage der Nut 11 zwischen den beiden Bodenplatten des Kondensators, Die Lage der in Fig.9a gezeigten Nut 11 ergibt das maximale Irapedanzverhältnis von 1/16 am Abgriffpunkt C. Die nicht gezeigte Anordnung der Nut 11 angrenzend an den Teil 5a in Fig.9a würde das Mindestimpedanzverhältnis von 9/16 am Abgriffpunkt C ergeben. Der Kondensator 12 wird eingestellt, indem ein Strom von mit einem Schleifmittel gefüllter Luft verwendet wird, um einen Teil 17 der oberen Kondensatorplatte 10a zu entfernen. Die Abtragung der oberen Kondensatorplatte 10a des Kondensators sollte so erfolgen, dass ein konstantes Kapazitatsverhältnis zwischen jeder der unteren leitenden Flächen, d.h. der Kondensatorplatten 10b und 10c und ihrer gemeinsamen oberen leitenden Fläche,

- 19-

1.10.68 - 19 -

d.h. der Kondensatorplatte 10a "beibehalten wird, und zwar sowohl während der Abtragung und nach Beendigung der Abtragung durch den Luftstrom. Das Umformungsverhältnis würde sich sonst sowohl während als auch nach Beendigung der Einstellung stark ändern. Bei den einfachen nicht angezapften Ausführungsformen der Pig.7a und 8a ist die effektive Lage des durch den Luftstrom abgetragenen Teiles 17 nicht kritisch. Aus Gründen der Übersichtlichkeit zeigen nicht sämtliche Figuren den entfernten Teil 17 der oberen Kcndensatorplatte 10a, durch den der Kondensator 12 mit Hilfe des mit einem Schleifmittel gefüllten Luftstro.-nes eingestellt wird. Sämtliche Blindschaltkreise können jedoch, wenn gewünscht, auf diese Weise abgestimmt werden.

In Fig.10a ist ein Reihenschwingkreis mit einer Abzweigung für die Impedanzumformung dargestellt, dessen äquivalentes elektrisches Schaltbild in Fig.10 b gezeigt ist. Die Metallschichten auf den Teilen 5b und 6b der Spule 16 sind mit den Anschlüssen B und A des Trägers 15 verbunden. Der Kondensator 12 ist mit der Spule 16 verbunden, indem die unteren Kondensatorplatten 10b und 10c an die Metallechichten der Teile 5a und 6a der Spule 16 entsprechend angeschlossen sind. Ein Ende des Leiters 14 ist an die Metallschicht des Teiles 6a angeschlossen, während das entgegenge-

- 20 -

009824/161 k

1.10.68 - 20 -

setzte Ende mit 'der Metallschicht auf dem Teil 6t» verbunden ist. Die Metallschichten der Teile 6a und 6b~ sind durch
die Nut 8 elektrisch isoliert, wie in Verbindung mit Pig.3b beschrieben wurde. Ebenso wie bei der in Verbindung mit
Fig.8a beschriebenen Spule 16 ist bei dem Kern 7 die Nut
zwischen den Teilen 5a und 5b weggelassen.worden. Der Kondensator 12 ist mit einem Abzweig für die Impedanzumformung versehen, wobei ein Metallstreifen 21 zwischen die obere
Kondensatorplatte 10a und den Anschluss C auf dem Träger 15 gelegt ist.

In Fig.11a ist eine modulare Schaltung mit einem Transformator 30 gezeigt, der eine abstimmbare Primärwicklung (oder
Sekundärwicklung) und eine nicht abstimmbare Sekundärwicklung (oder Primärwicklung) hat, wobei das äquivalente elektrische Schaltbild in Fig.11b gezeigt ist. Die Metallschichten auf
den Teilen 5b und 6b des Transformators 30 sind mit den
Anschlüssen B und A des Trägers 15 verbunden. Der Kondensator 12 ist an den Transformator 30 angeschlossen, indem
die unteren Kondensatorplatten 10a und 10c entsprechend mit den Metallstreifen 33 und 35 verbunden sind, die ihrerseits an den Metallschichten auf den Teilen 5a und 6a entsprechend angeschlossen sind. EinEnde des Leiters 31 ist mit der
Metallschicht auf dem Teil 6b verbunden, während das andere

- 21 -

009*24/1614

1.10.68 - 21 -

Ende an die Metallschicht des Teiles 5b angeschlossen ist. Zusammen mit dem Leiter 31 ist ein Leiter 32. doppeladrig aufgewickelt. Ein Ende des Leiters 32 ist mit der Metallschicht auf dem Teil 6a verbunden, während das entgegengesetzte Ende an die Metallschicht auf dem Teil 5a angeschlossen ist. Der Anschluss G ist mit der Metallschicht auf dem Teil 5a und der Kondensatorplatte 10a durch den Metallstreifen 33 verbunden, während der Metallstreifen 34 die obere oder gemeinsame Kondensatorplatte 10a mit dem Anschluss D verbindet. Der Metallstreifen 35 verbindet die Metallschicht auf dem Teil 6a und die Kondensatorplatte 10c mit dem Anschluss E. Obwohl der Kondensator 12 als Teil des Primärkreises dargestellt ist, kann dieser Teil auch der Sekundärkreis der Schaltung sein.

Die Kombination einer Spule oder eines Transformators und eines Kondensators mit einem Träger, der ein geeignet ausgebildetes leitfähiges Muster hat, eignet sich fü eine Vielzahl gewünschter Anordnungen von Blindschaltkreisen. Wenn die Blindschaltung zusammen mit integrierten Schaltun gen verwendet wird, eignet sie sich selbst sehr gut als Träger für derartige integrierte Schaltungen, die auf irgendeiner der freiliegenden ebenen Flächen der Blindechaltung angebracht und mit dieser verbunden werden können,

- 22 -

1.10.68 - 22 -

wie z.B. auf der oberen Kondensatorplatte 10a des Kondensators 12, wodurch eine sehr komplexe elektrische Schaltung gebildet wird.

Die Schalteinheit 40 eines IF-Video-Verstärkers, die in Fig.12 dargestellt ist, zeigt deutlich die Verwendung einer Anzahl verschiedener Blindschaltkreise 41, um einen vollständigen Schaltkreis, in diesem Fall zur Anwendung beim Fernsehen, zu bilden.

Der gesamte Video-Verstärker sitzt auf einem Träger 15 aus Aluminiumoxyd, wobei die einzelnen Teile, unter Ausnutzung der Erfindung sehr eng und dicht in linearen integrierten Ausgleichsschaltungen angeordnet sind. Die Abmessungen der gesamten Schalt einheit 40 betragen nur 12,5 x 15 x 5 mm (0,5 x 0,625 χ 0,2 Zoll), und sie enthält abstimmbare Blindschaltkreise 41, Festkondensatoren 42, monolitisch integrierte Schaltkreise 43 und einen festen Kopplungskondensator 44, wobei die meisten dieser Bauteile an leitende Muster auf dem Träger 15 angeschlossen sind.

Durch die Erfindung wird somit ein aus Bauteilen aufgebauter abstimmbarer Minaturschaltkreis geschaffen. Dabei wird ein ' Kondensator auf einer Spule angebracht. Durch geeignete

- 23 -

00 9624/161/,

1.10.68 - 23 τ

Anschlüsse,in Reihe oder parallel, werden Blindschaltkreise gebildet, die wenn gewünscht, mit Zwischenabzweigungen versehen sind. Der Schaltkreis wird abgestimmt, indem der Wert des Kondensators verändert wird.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern es sind Änderungen möglich, ohne vom Rahmen der Erfindung oder von den Ansprüchen abzuweichen.

- 24 -

ÖÖ98H/16U

Claims

1.10.68 - 24-

Patentansprüche:

1. Elektrisches Gerät, das einen Kern aus einem magnetischen Material mit hohem spezifischem Widerstand und einen auf diesen Kern gewickelten Leiter aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Kern praktisch H-förmig ausgebildet ist und zwei Schenkel (5,6) und einen Verbindungsteil, der die beiden Schenkel verbindet, besitzt, dass ferner Teile von jedem dieser Schenkel mit Schichten (2) aus Metall überzogen sind,und dass der isolierte Leiter (14) auf das Verbindungsstück des Kernes aufgewickelt ist, und dass die Enden dieses Leiters elektrisch an bestimmte dieser Metallschichten angeschlossen sind, um eine Spule zu bilden.

2. Elektrisches Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallsdichten auf den Teilen von jedem der Schenkel elektrisch miteinander verbunden sind.

3. Elektrisches Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallschichten auf den Teilen von jedem dieser Schenkel elektrisch voneinander isoliert sind.

4. Elektrisches Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter isolierter Leiter auf das Verbindungsstück zweiadrig mit dem ersten isolierten Leiter aufgewickelt ist,

- 25 - ' ÖÖ982A/16U

Ly-ta

1.10.68 - 25 -

dass ferner die.Leiter (31,32) elektrisch voneinander isoliert sind, und dass jedes Ende der Leiter elektrisch mit einer dieser Metallschichten verbunden ist, um einen zweiadrigen Transformator zu bilden.

5« Elektrisches Gerät nach einem der Ansprüche 2-4, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Kern ein Kondensator(12) angebracht ist, der eine gemeinsame Kondensatorplatte (10a) und zwei gegenüberliegende Kondensatorplatten (10b, 10c) aufweist, die von dieser gemeinsamen Kondensatorplatte durch ein dielektrisches Material getrennt sind, dass ferner die eine der gegenüberliegenden Kondensatorplatten von der anderen Platte elektrisch isoliert und coplanar mit ihr ausgebildet ist, und dass eine der gegenüberliegenden Kondensatorplatten elektrisch mit der Metallschicht auf einem Teil von einem der beiden Schenkel und die andere Kondensatorplatte elektrisch mit der Metallschicht auf einem Teil des anderen Schenkels verbunden ist, um einen modularen Blindschaltkreis zu bilden.

6. Elektrisches Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Abzweigung (21, 34) für die Impgdanz-

- 26 -

1614

Ly-ta

1.10.68 - 26 -

umformung elektrisch mit der gemeinsamen Kondensatorplatte des Kondensators verbunden ist.

7. Elektrisches Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Träger (15) vorgesehen
ist, auf dem leitende Anschlüsse im Abstand angeordnet
sind, dass ferner die Metallschicht auf einem anderen Teil von jedem der beiden Schenkel elektrisch mit jedem der
leitenden Anschlüsse verbunden ist.

8,, Verfahren zur Herstellung von Spulenkernen nach einem der Ansprüche 1 bis 7 , dadurch gekennzeichnet, dass auf den
Oberflächen eines Stabes aus Metall mit hohem spezifischem Widerstand eine Metallschicht aufgebracht wird, und dass
in Längsrichtung auf zwei gegenüberliegenden Flächen des
Stabes je eine Nut ausgebildet wird, die die Metallschicht vollständig durchdringt und durch die der Teil der Metallschicht, der in dem durch die Nut begrenzten Raum enthalten ist, entfernt wird, dass ferner der Stab in eine Vielzahl praktisch H-förmiger Kerne unterteilt wird, so dass jeder der Kerne einen Verbindungsteil besitzt, der zwei Schenkel verbindet, von denen jeder Teile aufweist, die mit Metallschichten überzogen sind.

-27 049*24/1614

A 36 776 b Ly-ta

1.10.68 - 27 -

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in Längsrichtung auf zwei anderen gegenüberliegenden Flächen des Stabes je eine Nut vor der Unterteilung des Stabes in mehrere Kerne ausgebildet wird.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein isolierter Leiter um das Verbindungsstück des Kernes gewickelt wird, und dass die Enden des Leiters an bestimmte dieser Metallschichten elektrisch angeschlossen werden, um eine Spule zu bilden.

11, Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kondensator, der eine gemeinsame Kondensatorplatte und zwei isolierte coplanare Kondensatorplatten hat, die von dieser gemeinsamen Kondensatorplatte durch ein dielektrisches Material getrennt sind, auf einer Spule so befestigt wird, dass eine der beiden gegenüberliegenden Kondensatorplatten elektrisch mit der Metallschicht auf einem Teil von einem der beiden Schenkel und die andere Kondensatorplatte elektrisch mit der Metallschicht auf einem Teil des anderen Schenkels verbunden werden, um einen modularen Blindschaltkreis zu bilden«

- 28 -

009824/161

A 36 776 \>

Ly-ta

1,10.68 - 2ci

12, Verfahren nach Anspruch 10 oder H₉ dadurch ge'keimze^ ohne :;_f dass die Spule auf einem Träger befestigt wird, der r" I im Abstand angeordneten leitenden Anschlüssen versehen is% und dass die Metallschicht auf einem anderen Teil von jedem der Schenkel mit einem der leitenden Anschlüsse auf diesem Träger verbunden wird.

000824/ 16U

ι A3 ·. Lee rs β ι te