專利名稱：一體化微調(diào)電容器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及例如在電視接收機(jī)或者類似裝置的調(diào)諧器中電容的微調(diào)，特別是涉及微調(diào)電容器;所述微調(diào)電容器與安裝于印刷電路板上的元件成一整體。
在電視接收機(jī)、調(diào)頻收音機(jī)、盒式錄像機(jī)以及類似裝置的高頻調(diào)諧器電路中，需要使每塊底盤中的特定電路最優(yōu)化，例如需要微量地改變或“微調(diào)”電路的參數(shù)。在需要對(duì)各部分(例如天線、本機(jī)振蕩器以及射頻放大器)的調(diào)諧進(jìn)行統(tǒng)調(diào)的調(diào)諧器中，電容的微調(diào)也是重要的。對(duì)于中頻(IF)電路，能夠以類似的方法利用微調(diào)電容器來(lái)修整每塊特定底盤上中頻帶通電路的通頻帶形狀。
而且，甚至在具有反饋的音頻電路中，為了使響應(yīng)最優(yōu)化，也能夠利用微調(diào)電容器來(lái)調(diào)整電路的高頻響應(yīng)。這可以通過(guò)下法來(lái)實(shí)現(xiàn)，即少量地調(diào)整跨接在反饋電阻上的電容來(lái)修整特定底盤中特定電路的響應(yīng)使瞬變響應(yīng)最優(yōu)化或者調(diào)整高頻響應(yīng)的滾降特性。
當(dāng)感興趣的頻率提高時(shí)，電路元件的微調(diào)變得更加臨界和困難。例如，在調(diào)頻收音機(jī)調(diào)諧器的射頻部分中、或者在電視接收機(jī)或盒式錄像機(jī)的超高頻(UHF)或甚高頻(VHF)調(diào)諧器中，電容量的很小變化都會(huì)引起諧振電路或類似裝置中諧振頻率的顯著變化。
由于在成批生產(chǎn)中電路值會(huì)有變化，所以，需要進(jìn)行元件微調(diào)，特別是電容微調(diào)。容限很小(例如容限為±5%)的電感、電阻以及電容器的元件價(jià)格可能過(guò)于昂貴，特別是在消費(fèi)類產(chǎn)品中;因?yàn)橄M(fèi)類產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)要求爭(zhēng)取達(dá)到與性能一致的可能的最低價(jià)格。另外，由于高頻線圈中繞組結(jié)構(gòu)或方位的微量變化，可能使高頻線圈的電感量、匝間寄生電容、或者對(duì)地寄生電容呈現(xiàn)出微量的變化。而且，即使采用了理論上一致的印刷電路板，但是，實(shí)際上，這批印刷電路板與那批的介電材料的配方可能有微量的變化，使幾批印刷電路板之間有所不同。因此，不進(jìn)行某些在生產(chǎn)中的調(diào)整就制造出超高頻和甚高頻調(diào)諧器或類似的裝置是不實(shí)際的。
在調(diào)諧器和類似裝置中，元件值的調(diào)整經(jīng)常通過(guò)調(diào)整寄生電容來(lái)實(shí)現(xiàn)。寄生電容是由一個(gè)元件與其它電子元件和底盤的相對(duì)位置產(chǎn)生的。元件對(duì)底盤地或者對(duì)其它元件的寄生電容是分布電容，即很大量的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的電容之和;并且是很多狀態(tài)的函數(shù)例如各元件的方位、印刷電路板上導(dǎo)線所經(jīng)過(guò)的路由、特定元件對(duì)其它電氣元件(包括底盤地和接地的電路板導(dǎo)體)的距離。在射頻電路中，這種調(diào)整或電容的微調(diào)需要的量值很小，通常是零點(diǎn)幾微微法(pf)。寄生電容的微調(diào)通常小到利用獨(dú)立的可調(diào)元件來(lái)微調(diào)電路值是做不到的程度。
電容器(包括“寄生電容器”)的值是“極板”或電容器相對(duì)表面的面積、極板之間的距離以及置于極板之間材料的介電常數(shù)的函數(shù)。對(duì)于寄生電容，介電材料為介電常數(shù)接近于1.0的空氣。當(dāng)把電容器極板之間的間隔作得較小時(shí)，電容量增大;當(dāng)把電容器極板之間的間隔作得較大時(shí)，電容量減小。
通常不能采用改變?cè)谟∷㈦娐钒迳戏轿坏姆椒▉?lái)改變寄生電容，因?yàn)樵姆轿煌ǔＪ歉鶕?jù)其它理由(例如使印刷電路板的面積最小)選定的。更重要的是，從一塊底盤到另一塊底盤的方位并不總是能調(diào)整的。顯然，寄生電容的介質(zhì)無(wú)法選擇。因此，改變寄生電容的唯一途徑是改變形成該電容的兩塊有效極板之間的距離。
距離的選擇可以通過(guò)選擇元件之間的相對(duì)位置(距離)及選擇元件彼此的相對(duì)方位(對(duì)面的而不是相互垂直的)來(lái)實(shí)現(xiàn)。一旦選定了距離，就可以通過(guò)修整引線外形(即調(diào)整一個(gè)元件的引線位置，使之接近或者遠(yuǎn)離地表面和其它元件)來(lái)進(jìn)行某種調(diào)整。對(duì)于安裝到印刷電路板上的元件來(lái)說(shuō)，其引線外形或引線長(zhǎng)度基本上是固定的。這嚴(yán)重地限制了調(diào)整寄生電容的能力。
在把末端安裝到印刷電路板上的情況下，末端粗、剛性強(qiáng)、而且被牢牢地栽到印刷電路板上。為了進(jìn)行電容微調(diào)，使這樣的末端傾斜是不適合的，如果試圖這樣做，印刷電路板就可能出現(xiàn)撕裂。
一種試圖用來(lái)進(jìn)行電容微調(diào)的方法是把一條獨(dú)立的導(dǎo)線插到印刷電路板上的用來(lái)接受元件引線的孔中，或者把一條獨(dú)立的導(dǎo)線插到電氣上連接到該元件引線上的導(dǎo)電“焊點(diǎn)”上獨(dú)立的孔中。為了改變對(duì)有關(guān)元件的電容耦合，調(diào)整那條獨(dú)立導(dǎo)線相對(duì)于地表面或者相對(duì)于其它元件的位置。已經(jīng)證實(shí)這種方法是不可行的，因?yàn)槟欠N獨(dú)立的導(dǎo)線缺乏緊固裝置使其在組裝和焊接過(guò)程中保持相對(duì)于印刷電路板的垂直位置或固定地停留在印刷電路板上。因此，希望在生產(chǎn)過(guò)程中給電視調(diào)諧器和類似裝置提供經(jīng)濟(jì)、可靠的電容調(diào)整設(shè)施。
簡(jiǎn)言之，本發(fā)明涉及用來(lái)調(diào)整電子元件與外部電路之間的電容的裝置。特別是，至少把元件引線中的一條引線成形或能夠提供電容調(diào)整的完整裝置。使被成形的那條引線回彎、方向改變約180°，當(dāng)把該元件通過(guò)被成形的引線以及至少另一條引線而安裝到印刷電路板或類似材料上時(shí)，該元件引線末端的彎折部分延伸到印刷電路板之上，并且該彎折部分的位置是可調(diào)的以便對(duì)其它元件和一或地提供電容耦合。電容的調(diào)整可以通過(guò)改變引線部分的角度，使之遠(yuǎn)離垂直于印刷板的軸線，并且通過(guò)改變引線部分相對(duì)于各元件和一或地表面的指向或方位來(lái)實(shí)現(xiàn)。
為了更好地了解本發(fā)明，不得不參考附圖，其中

圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，安裝于印刷電路板上線圈元件的略圖;
圖2a、b、c和d為具有圖1中本發(fā)明所提供可調(diào)電容的各種配置的略圖;
圖3為包括圖1中本發(fā)明幾個(gè)方面的、可用于電視接收機(jī)或者類似裝置中的調(diào)諧器一部分的略圖。
下面參考附圖，圖中把相同的參考號(hào)加到相同的結(jié)構(gòu)上，線圈(電感)10示于圖1，線圈10包括多匝，線圈10安裝于印刷電路板12上，印刷電路板12具有元件安裝面14和蝕刻銅導(dǎo)線面16，各種印刷電路導(dǎo)線20敷設(shè)于16上。元件10的引線22和24與元件10是成一體的，并且以一般為平行的關(guān)系從元件10伸出、分別插入孔26和28。利用通常通過(guò)波峰焊接過(guò)程來(lái)完成的焊點(diǎn)33固定線圈10并電氣地連接到印刷電路板12上。
如圖1所示，在典型的實(shí)施例中，至少是引線中的一條引線24具有整體延伸部分30，延伸部分30與自己相鄰地回彎、方向改變約180°。該整體延伸部分30通過(guò)孔28延伸回去，并且從印刷電路板的表面14向外進(jìn)一步延伸出去，形成延伸的末端部分或者腿32。如圖1所示，把一般垂直于表面14而延伸出去的末端部分32在部分30處利用焊點(diǎn)33固定住，而末端部分32的另一端不予固定。
正如通過(guò)有代表性的假想位置34所示，通過(guò)把引線部分30的末端部分32相對(duì)于印刷電路板12的平面傾斜某一角度可以調(diào)整該末端部分32的位置。當(dāng)監(jiān)視在其中接有線圈10的電路中的一種或多種電氣特性時(shí)，將末端部分32彎折是更可取的，因此，末端部分32的彎折可以利用塑料或者不導(dǎo)電的探頭來(lái)實(shí)現(xiàn)，使得調(diào)整工具本身不影響測(cè)試。當(dāng)使引線部分32傾斜時(shí)，可以使引線部分32接近或遠(yuǎn)離外部電路和元件(未示出)、或底盤地表面、或能夠接地的印刷電路導(dǎo)體。引線部分32與印刷電路板12所構(gòu)成的角度越尖銳，則引線部分32對(duì)印刷板上相鄰元件或接地導(dǎo)體的平均距離越小，通過(guò)引線24這條路耦合到元件10上的分布電容就越大。用這種方法可以調(diào)整或微調(diào)對(duì)于引線部分32的分布電容。引線部分32相對(duì)于接地的底盤平面或其它相鄰元件的這種選擇性定位，允許調(diào)整有元件10在其中起作用的特定電路。
引線32的定位除了圖1所示調(diào)整引線32的角度以外，還可以通過(guò)調(diào)整引線32的指向或方位(未示出)來(lái)完成。換言之，引線32可在與印刷板12垂直方向成±90°范圍內(nèi)、并在例如離開圖1紙面的任一方向進(jìn)行彎折。另外，如果需要，可以像引線24那樣類似地來(lái)配置引線22。
在典型的實(shí)施例中，線圈10是一個(gè)1.5匝的電感，引線22和24以相同的方向從元件10伸出以便連接到印刷電路板12上。在本發(fā)明預(yù)期之中的是，元件10可以是具有制成例如引線24那樣形狀的引線的電阻、或者電容、或者例如晶體管那樣的有源元件。
在典型的實(shí)施例中，腿32伸出印刷電路板12之上約0.5英寸，所提供的電容調(diào)整范圍約為0.6微微法(pf)。必要時(shí)，可以把引線部分32的長(zhǎng)度剪短，以便進(jìn)一步微調(diào)耦合電容。
腿32在圖1中被示為引線部分30的延伸部分，引線部分30具有“U”形結(jié)構(gòu)，該U形結(jié)構(gòu)使引線方向改變180°，形成了引線30的延伸部分。此處所用的術(shù)語(yǔ)“U”形結(jié)構(gòu)打算包括那些引線部分30與24接觸在一起、在它們之間沒有任何間隔的結(jié)構(gòu)。
下面參考圖2，此處示出圖1所示元件10的某些等效電路的結(jié)構(gòu)。圖2a示出具有對(duì)地電容C的電感10，電容C由引線32來(lái)提供，引線32可以相對(duì)于接地的外部元件或底盤、根據(jù)傾斜的角度和指向來(lái)調(diào)整。在這種情況下，引線22通過(guò)適當(dāng)?shù)挠∷㈦娐钒鍖?dǎo)線20接地，而引線32在電氣上連接到線圈10的高電位端。在垂直位置上的引線32引入少量的電容，該電容與腿32在調(diào)整以后的位置上所提供的寄生電容值相比是可以忽略的。
下面參考圖2b，此處示出具有寄生電容C的電感10，該寄生電容C通過(guò)連接點(diǎn)耦合到相鄰元件上。正如圖2a所示電路的情況一樣，把腿32在電氣上連接到電感10的高電位端引線24上，引線22通過(guò)印刷電路導(dǎo)線之一20接地。
下面參考圖2c，此處示出具有電容C的電感10，電容C由腿32來(lái)提供，利用這個(gè)電容C把電感10與電感L耦合起來(lái)，電感L是在印刷電路板上出現(xiàn)的另一個(gè)線圈，電感L可以在電感10的附近、或與電感10相鄰、或非常接近于電感10。正如圖2a和2b的情況一樣，電感10的一端接地，電感L的一端也接地(不一定要這樣)，把腿32連接到電感10的高電位端上。
圖2d示出圖2c的電路，但把電感10的低電位端(引線22)通過(guò)電阻R耦合到地。
下面參考圖3，此處示出射頻調(diào)諧器中典型的一部分，其中，可以利用根據(jù)本發(fā)明提供的電容使電路最優(yōu)化。場(chǎng)效應(yīng)晶體管40是射頻放大器，該射頻放大器具有多個(gè)輸入柵極42、44，并且以技術(shù)上已知的方式來(lái)工作，即信號(hào)加到柵極44上、而自動(dòng)增益控制電壓加到柵極42上。源極46通過(guò)電容器48(包括電阻的直流電路未示出)耦合到交流地。漏極50通過(guò)電容54(到電源的直流電路未示出)交流耦合到變?nèi)荻O管52上。偏置以及受偏置影響的變?nèi)荻O管52的電容量由加到端子56上的偏壓通過(guò)連接到變?nèi)荻O管52陰極上的隔離電阻58來(lái)確定。把變?nèi)荻O管52的陰極通過(guò)電容器60交流耦合到地。變?nèi)荻O管52陽(yáng)極的直流回路由線圈L1來(lái)提供。變?nèi)荻O管52跨接于線圈L1上，以使該變?nèi)荻O管與線圈L1諧振于預(yù)定的頻率，例如電視通道的圖像載波頻率。
線圈L1是雙調(diào)諧諧振電路的初級(jí)線圈，線圈L1對(duì)次級(jí)線圈L2為電感耦合，以類似于初級(jí)線圈L1電路的方式、利用變?nèi)荻O管62對(duì)次級(jí)線圈L2進(jìn)行調(diào)諧。變?nèi)荻O管62根據(jù)從端子56通過(guò)隔離電阻64所加的電壓來(lái)改變電容。還有，類似于初級(jí)線圈L1電路的方式，變?nèi)荻O管62的陰極通過(guò)電容器66交流耦合到地，變?nèi)荻O管62的直流回路由線圈L2來(lái)提供。打算根據(jù)加到端子56上的電壓，在給定的頻率范圍內(nèi)，對(duì)于雙調(diào)諧的初級(jí)和次級(jí)電路相互進(jìn)行統(tǒng)調(diào)。
通過(guò)把線圈L1和L2平行地放置在印刷電路板12上、并且使L1和L2彼此接近，使線圈L1與L2作電感耦合。當(dāng)頻率低于諧振頻率時(shí)，通過(guò)把線圈L1和L2傾斜，使之彼此接近或遠(yuǎn)離，可以調(diào)整這兩個(gè)線圈L1與L2之間的相互耦合。
在這一典型的實(shí)施例中，由連接到線圈L1上的腿32所提供的電容器C1(如圖1所示)提供圖2a所示的電容;該電容用來(lái)微調(diào)，使包括初級(jí)線圈L1和變?nèi)荻O管52的調(diào)諧電路諧振于與包括次級(jí)線圈L2和變?nèi)荻O管62的調(diào)諧電路相同的頻率上。這樣，由于元件存在著公差，所以，把微調(diào)電容器C1跨接到線圈L1上，以便使這兩個(gè)諧振電路諧振于同一頻率上。
能夠以類似的方法來(lái)構(gòu)成類似于線圈L1的線圈L2，L2具有相應(yīng)的腿32(圖1)，腿32對(duì)接近的線圈L1提供可調(diào)的電容耦合，以便在線圈L1與L2之間提供電容C2，如圖2c所示。電容器C2的作用是，當(dāng)頻率較高、諧振電路的“Q”值較高、壓縮了相應(yīng)的帶寬時(shí)，用來(lái)減小線圈L1與L2之間的互感的影響來(lái)自包括L1和L2的雙調(diào)諧電路的輸出信號(hào)通過(guò)電感68耦合到一端接地的負(fù)載電阻70上。在電阻70的兩端，于端子72上產(chǎn)生輸出信號(hào)，可以把輸出信號(hào)耦合到混頻器(未示出)，或者為了進(jìn)一步放大，把該輸出信號(hào)耦合到后繼的放大級(jí)(未示出)。
這樣，腿32整體地連接到元件引線上、并且與電子元件連成一體(如圖1所示)，可以把腿32用于提供對(duì)地和對(duì)其它元件的、少量的可調(diào)電容。也可以把此處公開的、一體化的微調(diào)電容與其它接近元件的其它一體化的微調(diào)電容一起使用，即利用這一對(duì)一體化微調(diào)電容之間的寄生電容。
這樣，此處公開了一種與電子元件上的引線構(gòu)成整體并且與該電子元件一體化的微調(diào)電容器，這種微調(diào)電容器用來(lái)提供耦合到安裝在印刷電路板上所述元件上的可調(diào)寄生電容。另外，所成形的引線還通過(guò)提供到印刷電路板上適當(dāng)導(dǎo)線上的、焊接的電氣連接，把該元件固定到印刷電路板上。
借助于以類似方法牢固地安裝到印刷電路板上的電子元件，在焊接以前和焊接以后、在對(duì)其進(jìn)行調(diào)整(彎折)以前都能夠保持腿32的原始方位。
雖然圖示和描述了當(dāng)前被認(rèn)為是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但是，對(duì)于那些熟悉這種技術(shù)的人來(lái)說(shuō)，可能會(huì)出現(xiàn)大量的改動(dòng)和變型，這是可以理解的，并且打算在權(quán)利要求書中包括入在本發(fā)明精神和范圍內(nèi)的全部改動(dòng)和變型。
權(quán)利要求
1.一種電容的微調(diào)裝置，這種裝置包括一塊印刷電路板(12)；一個(gè)電子元件(10)；至少有兩條用來(lái)把所述元件電氣耦合到外部電路上的、導(dǎo)電的引線(22、24)在各自的預(yù)定方向上從所述元件伸出，所述導(dǎo)電引線通過(guò)設(shè)置于所述印刷電路板(12)上的孔(26、28)沿著第一方向延伸出去，孔(26、28)用來(lái)把所述元件可靠地電氣連接到設(shè)置于所述印刷電器板表面(16)上的印刷電路導(dǎo)線(20)上，這種裝置的特征在于所述引線中至少有一條引線向回彎、方向改變約180°，這一條引線具有通過(guò)所述印刷電路板上相應(yīng)的孔、沿著與所述第一方向相反的第二方向向回延伸出去的引線部分(32)；在印刷電路板上方，所述引線部分(32)不予固定，并且可以調(diào)整所述引線部分(32)相對(duì)于所述元件(10)的位置，該引線部分(32)作為提供耦合到另一元件上的可調(diào)電容的一塊極板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的那種裝置，其中，所述電氣元件(10)是包括至少1.5匝線的電感。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的那種裝置，其中，彎曲的引線形成一般的“U”形結(jié)構(gòu)(30)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的那種裝置，其中，引線部分(32)超出印刷電路板的長(zhǎng)度是可調(diào)的。
全文摘要
本發(fā)明涉及電子元件(10)與外部電路之間電容的調(diào)整。該電子元件有多條與元件成一體的引線(22、24)用于與外部電路連接，其中至少一條引線(24)成型，以便提供調(diào)整電容的完整裝置。所成型的引線向回轉(zhuǎn)、方向改變約180°，當(dāng)把該元件安裝到印刷電路板(12)上時(shí)，引線的腿(32)可延伸到印刷電路板(12)之上，腿(32)的位置是可調(diào)的，用來(lái)對(duì)其它電路元件提供可調(diào)的電容耦合。
文檔編號(hào)H01G5/00GK1045203SQ90100859
公開日1990年9月5日 申請(qǐng)日期1990年2月21日 優(yōu)先權(quán)日1989年2月23日
發(fā)明者利萊·塞繆爾·威格諾特, 羅伯特·普雷斯頓·帕克 申請(qǐng)人:湯姆森消費(fèi)電子有限公司