專利名稱：可變衰減器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子及通信的可變衰減器，尤其可用于各種高頻和微波電路及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在電子部品家族里，可變衰減器是電路和系統(tǒng)中常用的基本部品之一。可變衰減器的存在，使電路制作和系統(tǒng)的調(diào)試變得更加靈活，方便。在幾百M(fèi)Hz以下的電路和系統(tǒng)中，可變衰減器已得到廣泛地應(yīng)用。如CATV系統(tǒng)和微波電路系統(tǒng)中，用于測(cè)試，調(diào)節(jié)電平，增加隔離等等?？墒钱?dāng)使用頻率在較高頻帶時(shí)，現(xiàn)有結(jié)構(gòu)由接觸簧片，滑塊，絲桿等制成的立體結(jié)構(gòu)的可變衰減器，其寄生參數(shù)大，高頻特性較差。解決上述問(wèn)題的方法是希望有一種具有良好寬頻帶特性，適合各種高頻及微波電路及系統(tǒng)的可變衰減器。

發(fā)明內(nèi)容為了實(shí)現(xiàn)具有良好寬頻帶特性，適合高頻及微波電路中的可變衰減器，本發(fā)明提出一種制作寬頻帶用于高頻及微波電路和系統(tǒng)中的可變衰減器。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是提供一種可變衰減器，其可用于高頻及微波電路，其包括基板(11)；設(shè)置在該基板(11)上的膜片電阻(1)和連接到該膜片電阻(1)兩端的輸入端和輸出端；該膜片電阻(1)的兩端還分別與膜片電阻(6)的一端及膜片電阻(7)的一端相電連接；膜片電阻(6)、膜片電阻(7)的另一端(0)與膜片電阻(2)的一端相電連接，膜片電阻(2)的另一端與接地端(13)相電連接；其特征在于該可變衰減器還包括能分別與膜片電阻(1)、膜片電阻(2)相電接觸并分別用來(lái)改變膜片電阻(1)、膜片電阻(2)的阻抗大小的導(dǎo)電片(3)、導(dǎo)電片(4)；該可變衰減器還包括絕緣物(12)，該絕緣物(12)與導(dǎo)電片(3)、導(dǎo)電片(4)相鄰接。
膜片電阻(6)與膜片電阻(7)的阻抗值相同或相近。
本發(fā)明的有益效果是由于本發(fā)明在適合于高頻及微波的平面結(jié)構(gòu)的基板上形成印刷膜片電阻，借助絕緣物，加上導(dǎo)電片，使導(dǎo)電片與膜片電阻的接觸面積發(fā)生變化，以此改變膜片電阻的阻抗大小，從而實(shí)現(xiàn)可變衰減器作用。
因此本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)a.由于采用微帶基板結(jié)構(gòu)，其使用頻率范圍極廣?？梢栽诟哳l及微波頻帶廣范圍實(shí)現(xiàn)信號(hào)的連續(xù)可變衰減；b.本發(fā)明的體積小，調(diào)節(jié)方便，適用各種小型化電路及通信電路中；c.本發(fā)明構(gòu)造簡(jiǎn)單，制作成本低，d.適用于各種均衡電路；e.適用于各種隔離電路；g.適用于各種調(diào)整電路，控制及安定電路中，以及耦合量的調(diào)節(jié)用電路。
h.適用于要求衰減精度高，而實(shí)際電路系統(tǒng)偏差大，有時(shí)需要各個(gè)環(huán)節(jié)調(diào)整用以滿足全體電路特性的情況。
i.插入損耗小。
j.可作為試驗(yàn)室的研究開(kāi)發(fā)用的調(diào)整，測(cè)試設(shè)備。
可變衰減器的構(gòu)成記號(hào)說(shuō)明(請(qǐng)參照?qǐng)D1)記號(hào)0信號(hào)連接用微帶線0
記號(hào)1膜片電阻1記號(hào)2膜片電阻2記號(hào)3導(dǎo)電片3記號(hào)4導(dǎo)電片4記號(hào)5微帶信號(hào)線5記號(hào)6膜片電阻6記號(hào)7膜片電阻7記號(hào)8微帶信號(hào)線8記號(hào)9輸入端9記號(hào)10輸出端10記號(hào)11基板11記號(hào)12絕緣物12記號(hào)13接地端1
圖1本發(fā)明可實(shí)施例可變衰減結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2可變衰減結(jié)構(gòu)分解為基板構(gòu)造部分(下部分)與導(dǎo)電片固定在絕緣物上(上部分)的構(gòu)造示意圖。
圖3可變衰減器的基本原理概略圖。
圖4受力后絕緣物帶動(dòng)導(dǎo)電片順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，膜片電阻1與膜片電阻2的阻抗值(電阻值)的理論特性變化曲線。
圖5受力后絕緣物帶動(dòng)導(dǎo)電片順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可變衰減器的衰減量變化曲線。
具體實(shí)施方式請(qǐng)參閱圖1和圖2，它是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。根本的構(gòu)成是通過(guò)基板上輸入端(9)、圓弧狀微帶信號(hào)線(5)與圓弧狀膜片電阻(1)的一端相連接，圓弧狀膜片電阻(1)的另一端與輸出端(10)相連接。這里的膜片電阻是印刷薄膜電阻，其底部與基板相接，上部是可以導(dǎo)電的沒(méi)有絕緣的電阻材料。
膜片電阻(1)的兩端分別與膜片電阻(6)的一端、膜片電阻(7)的一端相電連接，膜片電阻(6)的另一端(0)、膜片電阻(7)的另一端(0)同時(shí)與圓弧狀膜片電阻(2)的一端相電連接，膜片電阻(2)的另一端與接地端(13)相連接，或通過(guò)微帶信號(hào)線(8)相接到接地端(13)。
膜片電阻(6)和(7)的阻抗值要求相同為佳。膜片電阻(6)和(7)一般采用與輸入輸出阻抗Zo值相同的阻抗值的膜片電阻。一般為50Ω。在(5)的上面有一段與(5)相同形狀的起接觸短路作用的導(dǎo)電片(3)，它固定在絕緣物(12)上，(12)可以是受力位移板，(12)上還固定有另一個(gè)導(dǎo)電片(4)。導(dǎo)電片(3)、(4)分別固定在絕緣物(受力移位板)的下面。導(dǎo)電片(3)的作用是用來(lái)改變膜片電阻(1)的阻抗值，導(dǎo)電片(4)的作用是用來(lái)改變膜片電阻(2)的阻抗值；導(dǎo)電片(3)不與導(dǎo)電片(4)相接觸。導(dǎo)電片(3)和(4)隨絕緣物(受力位移板)的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。例如當(dāng)受力位移板順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)電薄片(3)同時(shí)在圓弧狀微帶信號(hào)線(5)和圓弧狀膜片電阻(1)上接觸轉(zhuǎn)動(dòng)。導(dǎo)電片(3)與膜片電阻(1)接觸面積由小變大，膜片電阻(1)的阻抗值隨之由大變??；導(dǎo)電片(4)同時(shí)在(8)和圓弧狀膜片電阻(2)上接觸轉(zhuǎn)動(dòng)。導(dǎo)電片與膜片電阻(2)的接觸面積由大變小，膜片電阻(2)阻抗值由小變大；通過(guò)這種幾何面積的變化，即導(dǎo)電片與電阻表面接觸的變化，可以使膜片電阻(1)和(2)的實(shí)效電阻值發(fā)生了變化，即膜片電阻(1)和(2)實(shí)際效果電阻值變化了。
絕緣物(受力位移板)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，最大轉(zhuǎn)動(dòng)角度應(yīng)保持在使電片(3)將膜片電阻(1)完全短路或接近完全短路為佳，導(dǎo)電片(3)的長(zhǎng)度(弧長(zhǎng))的應(yīng)能覆蓋或接近覆蓋膜片電阻(1)為佳，并且要避免與膜片電阻(2)相接觸；導(dǎo)電片(4)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，設(shè)計(jì)的不要與微帶信號(hào)線(5)(輸入端(9))相接觸。
同樣，絕緣物(受力移位板)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)電片(4)的最大轉(zhuǎn)動(dòng)角度應(yīng)保持在使導(dǎo)電片(4)不與輸出端(10)相接觸；導(dǎo)電片(3)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，設(shè)計(jì)的不要與接地端(13)相接觸。
導(dǎo)電片(3)、(4)也可以是膜片電阻，兩個(gè)膜片電阻相重疊并能電接觸，可看作兩個(gè)電阻的并聯(lián)，同樣可改變膜片電阻的阻抗值，起到的作用是相同的。但要求導(dǎo)電片(3)只用來(lái)與膜片電阻(1)相電接觸，用來(lái)改變(1)的阻抗值，不要直接與其它微帶信號(hào)線或其它膜片電阻相接觸；要求導(dǎo)電片(4)只用來(lái)與膜片電阻(2)相電接觸，用來(lái)改變(2)的阻抗值，不要直接與其它微帶信號(hào)線或其它膜片電阻相接觸。為此，可將膜片電阻(1)和(2)制作在與其它微帶信號(hào)線、輸入輸出端及其它膜片電阻不同的基板層面上。目的是要保持可變衰減器的基本原理結(jié)構(gòu)。
請(qǐng)參閱圖3，是本發(fā)明可變衰減器的基本原理概略圖。其動(dòng)作原理相當(dāng)于一個(gè)連續(xù)可變橋T型衰減器。它是一個(gè)對(duì)稱的寬頻網(wǎng)絡(luò)，其輸入端和輸出端是可以互換的。
圖4顯示了當(dāng)絕緣物(受力位移板)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，膜片電阻(1)與膜片電阻(2)的理想的理論變化曲線。膜片電阻(1)與膜片電阻(2)阻抗值大小的變化規(guī)律呈相反的特性。
圖5顯示了當(dāng)絕緣物(受力位移板)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)按上述圖4變化曲線制作出的可變衰減器的衰減量曲線。設(shè)計(jì)制作時(shí)按圖4的變動(dòng)曲線選擇膜片電阻(1)和膜片電阻(2)，就可以實(shí)現(xiàn)可變衰減器的位移變動(dòng)時(shí)所需要的衰減量的變化量。
當(dāng)其中一個(gè)膜片電阻的阻抗值變大時(shí)，另一個(gè)膜片電阻的阻抗值同時(shí)變小，反之亦然。參照?qǐng)D3原理和圖4變化規(guī)律，可做出連續(xù)可變衰減器。
該可變衰減器可制成各種封裝類型，如表面實(shí)裝型，引線型或插接型的結(jié)構(gòu)。
可以在基板(11)與絕緣物(12)之間加入能在垂直方向?qū)щ姷墓柘鹉z薄膜，起到膜片電阻與導(dǎo)電片間的安定接觸，防止膜片電阻與導(dǎo)電片之間的磨損的作用。
可以在絕緣物(12)上加工上槽溝，在槽內(nèi)與起接觸短路作用的導(dǎo)電片(3)，(4)之間加入具有彈性的物質(zhì)，這種物質(zhì)對(duì)高頻微波特性影響極小，起到膜片電阻與導(dǎo)電片安定接觸，以及防止印刷膜片電阻與導(dǎo)電薄片之間的磨損的作用。
本發(fā)明最大的特點(diǎn)就是在一個(gè)平面內(nèi)(可以是多層)，通過(guò)導(dǎo)電片的短路作用，巧妙地將膜片電阻(1)與膜片電阻(2)的阻抗值(電阻值)同時(shí)呈相反向變動(dòng)，實(shí)現(xiàn)可變衰減器的小型化，低成本，并且可以用在非常高的微波頻段。
權(quán)利要求
1.一種可變衰減器，其包括基板(11)；設(shè)置在該基板(11)上的膜片電阻(1)和連接到該膜片電阻(1)兩端的輸入端和輸出端；該膜片電阻(1)的兩端還分別與膜片電阻(6)的一端及膜片電阻(7)的一端相電連接；膜片電阻(6)、膜片電阻(7)的另一端(0)與膜片電阻(2)的一端相電連接，膜片電阻(2)的另一端與接地端(13)相電連接；其特征在于該可變衰減器還包括能分別與膜片電阻(1)、膜片電阻(2)相電接觸并分別用來(lái)改變膜片電阻(1)、膜片電阻(2)的阻抗大小的導(dǎo)電片(3)、導(dǎo)電片(4)；該可變衰減器還包括絕緣物(12)，該絕緣物(12)與導(dǎo)電片(3)、導(dǎo)電片(4)相鄰接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變衰減器件，其特征在于膜片電阻(6)與膜片電阻(7)的阻抗值相同或相近。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可變衰減器件，其特征在于通過(guò)給絕緣物受力來(lái)改變導(dǎo)電片(3)、導(dǎo)電片(4)的位置，使導(dǎo)電片(3)、導(dǎo)電片(4)分別與膜片電阻(1)、膜片電阻(2)相接觸的面積發(fā)生變化，以此可改變膜片電阻(1)、膜片電阻(2)的阻抗值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的可變衰減器件，其特征在于導(dǎo)電片(3)、導(dǎo)電片(4)、膜片電阻(1)和膜片電阻(2)的幾何形狀可以是圓弧形、長(zhǎng)方形或其他幾何形狀；導(dǎo)電片也可以是膜片電阻。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的可變衰減器件，其特征在于通過(guò)給絕緣物受力，導(dǎo)電片(3)、導(dǎo)電片(4)的位置改便時(shí)，導(dǎo)電片(3)的形狀和位置的變化應(yīng)能使膜片電阻(1)的阻抗值由大變小；導(dǎo)電片(4)的形狀和位置的設(shè)置應(yīng)能使膜片電阻(2)的阻抗值由小變大；使膜片電阻(1)和膜片電阻(2)的阻抗值的變化應(yīng)符合衰減器電參數(shù)特性的要求；或者，通過(guò)給絕緣物受力，導(dǎo)電片(3)、導(dǎo)電片(4)的位置改便時(shí)，導(dǎo)電片(3)的形狀和位置的變化應(yīng)能使膜片電阻(1)的阻抗值由小變大；導(dǎo)電片(4)的形狀和位置的變化應(yīng)能使膜片電阻(2)的阻抗值由大變??；膜片電阻(1)和膜片電阻(2)的阻抗值的變化應(yīng)符合衰減器電參數(shù)特性的要求。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4或5所述的可變衰減器，其特征在于膜片電阻(1)和導(dǎo)電片(3)的共同平面，與膜片電阻(2)和導(dǎo)電片(4)的共同平面可以不在同一平面；基板可以是多層基板；膜片電阻間的電連接可以是用微帶信號(hào)線相連；任何一種膜片電阻都可以看作串聯(lián)，并聯(lián)，或串并聯(lián)的電阻復(fù)合體。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可變衰減器，其特征在于使導(dǎo)電片幾何位置發(fā)生變化的力，可以是機(jī)械手動(dòng)的外力，也可以是自動(dòng)控制的機(jī)械力、電磁力、熱及溫度變化引起的力、流體物流動(dòng)或膨脹或收縮引發(fā)的力、光電激勵(lì)引發(fā)的力等。
8.根據(jù)權(quán)力要求6或7所述的連續(xù)可變衰減器，其特征在于該可變衰減器可制成各種封裝類型，如表面實(shí)裝型，引線型或插接型的結(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)力要求8所述的可變衰減器，其特征在于可以在基板(11)與絕緣物(12)之間加入能在垂直方向?qū)щ姷墓柘鹉z薄膜，起到膜片電阻與導(dǎo)電片間的安定接觸，防止膜片電阻與導(dǎo)電片之間的磨損的作用。
10.根據(jù)權(quán)力要求9所述的連續(xù)可變衰減器，其特征在于可以在絕緣物(12)上加工上槽溝，在槽內(nèi)與起接觸短路作用的導(dǎo)電片(3)，(4)之間加入具有彈性的物質(zhì)，這種物質(zhì)對(duì)高頻微波特性影響極小，起到膜片電阻與導(dǎo)電片安定接觸，以及防止印刷膜片電阻與導(dǎo)電薄片之間的磨損的作用。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種可變衰減器，其包括基板、設(shè)置在該基板上的膜片電阻(1)和連接到該膜片電阻(1)兩端的輸入端和輸出端；該電阻(1)的兩端還分別與兩個(gè)阻抗值相同的膜片電阻(6)的一端及膜片電阻(7)的一端相電連接；膜片電阻(6)、膜片電阻(7)的另一端(0)與膜片電阻(2)的一端相電連接，膜片電阻(2)的另一端與接地端相電連接；該可變衰減器還包括能分別與膜片電阻(1)、膜片電阻(2)相電接觸并分別用來(lái)改變膜片電阻(1)、膜片電阻(2)的阻抗大小的導(dǎo)電片(3)、導(dǎo)電片(4)；該可變衰減器還包括絕緣物，它的一面與導(dǎo)電片(3)、導(dǎo)電片(4)相接觸。本發(fā)明在適合于高頻及微波的平面結(jié)構(gòu)的基板上形成印刷膜片電阻，借助絕緣物，加上導(dǎo)電片，使導(dǎo)電片與膜片電阻的接觸面積發(fā)生變化，以此改變膜片電阻的阻抗大小，從而實(shí)現(xiàn)可變衰減器作用。有頻帶寬、體積小、易于制造、成本低的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01P1/22GK1674351SQ200410051879
公開(kāi)日2005年9月28日 申請(qǐng)日期2004年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月13日
發(fā)明者閻躍軍, 閻躍鵬 申請(qǐng)人:閻躍軍, 閻躍鵬