DE2058419C3 - Verfahren zur Herstellung eines verlustbehafteten Hochfrequenzfilters - Google Patents

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.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

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.