DE2058419C3 - Verfahren zur Herstellung eines verlustbehafteten Hochfrequenzfilters - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines verlustbehafteten HochfrequenzfiltersInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Verfahren der im
Oberbegriff des Patentanspruchs genannten Art.
Verlustbehaftete Hochfrequenzfilter werden in großem Ausmaß in elektrischen Schaltungen dazu verwendet,
Hochfrequenzrauschen zu unterdrücken. Filter mit punktförmig verteilter Impedanz führen diese Funktion
bei niedrigeren Frequenzen in befriedigter Weise aus; ihre Nützlichkeit ist jedoch durch das Auftreten von
Resonanzen bei höheren Frequenzen begrenzt.
Um diesen Nachteil zu überwinden hat man ein Tiefpaß-Hochfrequenzfilter entwickelt, daß ein inneres
Ferritrohr aufweis», welches mit einer Metallschicht überzogen ist, über der sich sin metallisierter keramischer
Außenmantel befindet. Solche Filter sind zwar klein und haben gute Einführungsver'-ystcharakteristiken
bei hohen Frequenzen, jedoch sind sie schwierig herzustellen.
Gemäß einem älteren Vorschlag (DEOS 20 19 811)
wird ein derartiges Hochfrequenzfilter in der Weise hergestellt, daß das Ferritrohr und der Mantel aus
dielektrischem Material getrennt voneinander hergestellt und mit den Elektroden versehen werden,
woraufhin dann das Ferritrohr in den die elektrischen Mantel eingesetzt und durch Verschmelzen mit diesem
verbunden wird.
Die Kapazität derartiger Filter wird begrenzt durch die Stärke, mit welcher der Äußere dielektrische Mantel
hergestellt werden kann; diese beträgt im allgemeinen etwa 0,02 bis 0,025 cm. Obwohl die Resonanzen bei den
höheren Nutzfrequenzen sehr niedrig sind, hat ein derartiges Filter dennoch eine punktförmig verteilte
Impedanz bei den niedrigeren Nutzfrequenzen, z. B. bei 1 —50 MHz, so daß bei diesen Frequenzen Resonanzen
auftreten können.
Es ist grundsätzlich bekannt (CH-PS 3 77 888), eine dielektrische Schicht auf einem Ferritelement durch
Sprüh-, Burst- oder Tauchmethoden aufzubringen. Jedoch hat sich keine dieser Methoden als zufriedenstellend
erwiesen für den Zweck, eine dünne Schicht aus dielektrischem Material in der erwünschten gleichmäßigen
Dicke herzustellen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs
genannten Art so auszubilden, daß das Verfahren leicht durchführbar ist und damit eine sehr geringe Dicke des
dielektrischen Mantels erzielbar ist.
Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs angegebene Verfahrensmaßnahme
gelöst.
Bei dem anmeldungsgemäßen Verfahren erfolgt die Niederschlagung des dielektrischen Materials auf der
Außenfläche des Ferritrohres mittels einer Elektrophoresemethode, die für andere Anwendungszwecke
bekanntist(US-PS28 43 541).
Es hat sich gezeigt, daß das Ferritrohr einerseits einen genügenden elektrischen Widerstand aufweist, um die
erwünschten Filtereigenschaften zu erbringen, andererseits jedoch auch genügend leitfähig ist, um das
dielektrische Material mittels Elektrophorese darauf niederschlagen zu können. Mit dem erfindungsgemäßen
Verfahren können lange Filterstücke in relativ einfacher Weise gefertigt werden, die dann auf die für die
jeweilige Anwendung erwünschte kürzere Länge zu.echtgeschnittenwerden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher
erörtert. Von den Figuren zeigt
Fig. I einen axialen Schnitt eines bekannten verlustbehafteten
Hochfrequenzfilters zur Verwendung auf einem elektrischen Anschiußsiifi;
Fig.2 eine der Fig. I ähnliche Darstellung, wobei
jedoch ein erfindungsgemäßes Filter gezeigt ist;
F i g. 3A eine graphische Darstellung, wobei der Einführungsverlust gegen die Frequenz aufgetragen ist
in bezug auf die Filter der F i g. 1 und 2;
F i g. 3B eine graphische Darstellung, bei welcher die Dämpfung gegen die Frequenz aufgetragen ist in bezug
auf die Filter der F i g. 1 und 2;
Fig.4 ein Diagramm, das die äquivalente Schaltung
eines Filters gemäß F i g. 1 zeigt;
Fig.5 in verkleinertem Maßstab einen axialen Schnitt des Filters von F i g. 2, das von einem
Isolationselement getragen wird und sich auf einem elektrischen Anschlußstift befindet;
Das in Fig. 1 gezeigte bekannte Filter weist zwei konzentrische Hülsen auf, wobei die Innenhülse eine
stranggepreßte Ferritröhre 1 mit einem Metallüberzug 2 und die Außenhülse eine Banumtkanatröhre 3 mit
•»ο einem Metallüberzug 4 ist, wobei die Hülsen durch
elektrisch leitendes Epoxydharz oder durch Verlöten aneinander befestigt sind. Bei der Herstellung des
Filters von Fig. 1 muß jede der Röhren 1 und 3 durch
Strangpressen hergestellt werden, und jede muß mit
*5 Metallüberzug versehen werden, und schließlich müssen
die Hülsen miteinander fest verbunden werden.
Das in F i g. 2 gezeigte Filter weist eine stranggepreßte Ferritröhre 5 auf, ?uf welche ein aus Bariumtitanat
bestehender Überzug 6 niedergeschlagen ist, beispielsweise durch elektrophoretisches Niederschlagen etwa
durch das Verfahren, wie es in dem US Patent 28 43 541
beschrieben ist Nachdem das Bariumtitanat auf der Ferritröhre 5 niedergeschlagen wurde, wird der so
geformte Körper mit einem Metallüberzug 7 überzogen, wobei Spalte 8 und 9 in dem Metallüberzug belassen
werden, um Erdungs- und zentrale Stiftelektroden des Filters zu isolieren.
Bei dem bekannten Filter von Fig. I müssen Spalte
10 und 11 für Erdungs- und zentrale Stiftelektroden in
wi dem Metallüberzug belassen werden, und außerdem
muß ein Spalt 12 in dem Überzug an der Innenseite der Außenhülse vorgesehen we-den. Außerdem muß, wenn
die Innenhülse mit ihrem Metallüberzug versehen wird, ein freier Raum I2c7 vorgesehen werden, so daB das
'■■' Ferrit nicht stromlos ist. Dementsprechend ist die
Herstellung des Filters gemäß Fi g. 2 weit einfacher als
die des Filters gemäß Fig. 1.
Tests haben gezeigt, daß im Fall von zwei Filtern.
wobei eines einen Durchmesser von 0,254 cm und eine
Länge von 1,1841 cm hatte und eines der Filter gemäß Fig. 1 und das andere gemäß Fig.2 ausgebildet war,
das Filter gemäß F i g. 1 eine Kapazität von 6000 μμΡ
aufweist und das Filter gemäß F i g. 2 eine Kapazität von 5000 μμΡ aufweist. Der Einführungsverlusi der beiden
Filter, gemessen in einem 50-Ohm-Sysiem, ist gegen die
Frequenz in der graphischen Darstellung von F i g. 3A aufgetragen und iiie Dämpfung ist gegen die Frequenz
aufgetragen in der graphischen Darstellung von F i g. 3B. In jeder Darstellung bezieht sich die Kurve I
auf das Filter von F i g. 1 und die Kurve II auf das Filter von F i g. 2. Die Abszisse jeder graphischen Darstellung
ist in dB kalibriert und die Ordinate in MHz. Die Charakteristik des Einführungsverlustes gegen die
Frequenz ist bei beiden Filtern gut, v/ic man aus F i g. 3A erkenntWie man aus F i g. 3B sieht, zeigt jedoch das
Filter von F i g. 1 eine unerwünschte Dämpfungsverminderung
von zwischen 5 und 1OdB, was daraus resultiert, daß die Querkapazität mit der Filterreiheninduktivität
in Resonanz ist (vgi. Fig.4, die das Schaiiungsäquivälent
des Filters von F i g. 1 zeigt).
Da die Impedanz der Schaltung, in welcher derartige Filter verwendet werden, nicht immer bekannt ist oder
nicht immer leicht festzustellen ist, kann das bekannte Filter von F i g. 1 im tatsächlichen Betrieb einen
geringeren Verlust oder sogar eine Verstärkung aufweisen in bezug auf den Verlust, wia er durch
Messungen bestimmt wurde, die bezüglich einer Schaltung mit vorbestimmten Quellwiderstand und
vorbestimmter Endimpedanz durchgeführt wurden. Das Filter von F i g. 2 jedoch zeigt auf Grund seiner
verteilten Konstruktion und seines eigenen niedrigen (XWertes ungeachtet der Schaltungsimpedanzen keine
Verstärkung.
ίο Bei der Konstruktion des Filters von Fig. 2 ist es
möglich, einen extrem dünnen Film von Bariumiitanat zu erhalten, der beispielsweise eine Stärke von etwa
0,005 bis 0,009 cm aufweist. Ein solcher Film sorgt für eine weit höhere Kapazität pro Längeneinheit des
Filters und bei einer vorgegebenen dielektrischen Konstante eine größere Dämpfung pro Längeneinheit
als ein herkömmliches Filter.
Fig. 5 zeigt das Filter von Fig. 2, das auf einem elektrischen Anschlußstift 14 angeordnet ist, wobei eine
Erdungsplatte 15 auf einem Isolierkf-;>er dus Filter
Außenfläche ies Filters
Schnappverbindung ist, um so eine Erdverbindung zu dem Filter herzustellen. Angenommen, das Filter hat eine Länge von 1 cm, so beträgt die Geräuschdämpfung etwa 6OdP bei 100 MHz, was einer Verringerung der Rauschleitung um einen Faktor von 106 entspricht.
Schnappverbindung ist, um so eine Erdverbindung zu dem Filter herzustellen. Angenommen, das Filter hat eine Länge von 1 cm, so beträgt die Geräuschdämpfung etwa 6OdP bei 100 MHz, was einer Verringerung der Rauschleitung um einen Faktor von 106 entspricht.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
- Patentanspruch:Verfahren zur Herstellung eines verlustbehafteten Hochfrequenzfilters aus einem Ferritrohr, welches die Form einer strangepreßten Röhre hat und auf seiner Außenfläche mit einem Mantel aus dielektrischem Material verbunden ist, wobei die Schicht aus dielektrischem Material eine Elektrode in Form einer Metallüberzugsschicht trägt und eine weitere Elektrode auf der Innenfläche des Ferritrohres in gleicher Weise aufgebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus dielektrischem Material (6) direkt auf die Außenfläche des Ferritrohres (5) durch Elektrophorese niedergeschlagen wird.
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