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一種低電感阻容元件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種低電感阻容元件，包括用于與外電路連接的上電極和下電極，下電極內的底部中間設置有凸臺，凸臺上連接帶有若干貼片元件的印制電路板，印制電路板上安裝上電極，上電極位于下電極的內部，且上電極與下電極的內壁之間設置有絕緣子。本發(fā)明通過采用印制電路板上下兩面對稱的回流結構，和自身殘余電感較小的貼片元件，降低了低壓臂的總殘余電感；另外，通過控制貼片元件的數(shù)量和電氣參數(shù)的大小，可以方便地改變阻容元件阻抗的大??；通過采用價格低廉的貼片元件和印制電路板，以及工業(yè)化的機器焊接，有效的降低了阻容元件的工程造價，有利于大規(guī)模的批量生產。
【專利說明】—種低電感阻容元件
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于脈沖功率測量【技術領域】，具體涉及一種低電感阻容元件。
【背景技術】
[0002]由分壓器和分流器等構成的轉換裝置是脈沖功率測量系統(tǒng)的重要組成部分。對于納秒前沿快脈沖信號的測量，為了保證轉換裝置的響應時間，減小測量時的幅值誤差和波形畸變，構成轉換裝置的阻容元件必須具有足夠小的殘余電感。目前，公知的快響應分壓器的低壓臂均采用單個特制的無感電阻或電容元件，或者由幾個元件并聯(lián)組成；分流器一般采用帶回流結構的特制電阻元件。書籍《高電壓試驗技術(第3版)》(張仁豫等編著，清華大學出版社出版)對此作了詳細介紹。然而，由于制作工藝的問題，此種電阻或電容元件本身的殘余電感無法完全消除，加之安裝時附加的引線電感，總殘余電感仍不容忽視，在測量納秒脈沖時存在一定的局限。此外，特制無感元件較之普通元件價格昂貴，且制作工藝復雜，增加了轉換裝置的成本，從工程造價的角度考慮，目前的阻容元件也不利于分壓器、分流器等轉換裝置的工業(yè)化生產。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的在于解決【背景技術】中提出的關于分壓器低壓臂以及分流器電感大、成本高的問題，提供一種低電感阻容元件。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術方案是:包括用于與外電路相連的上電極
(I)和下電極(3)，下電極內的底部中間設置有凸臺，凸臺上連接帶有若干貼片元件的印制電路板，印制電路板上安裝有上電極，上電極位于下電極的內部，且上電極與下電極的內壁之間設置有絕緣子；上電極、印制電路板與下電極形成電流通路；上電極的底部開設有用于安裝引出端子的安裝孔，下電極的底部開設有用于使引出端子伸出的通孔，引出端子穿過印制電路板以及下電極將測量信號引出至同軸電纜。
[0005]所述的下電極的形狀為上部開口的圓筒狀，內壁上設置有內螺紋；絕緣子為圓柱狀，外壁設置有與下電極內壁螺紋相配合的外螺紋；絕緣子的下端與上電極相接觸。
[0006]所述的上電極的外徑與下電極內凸臺的外徑相同，上電極上安裝孔的直徑略小于引出端子的直徑。
[0007]所述的印制電路板的形狀為環(huán)形片狀，且中心開設有使引出端子穿過的引出孔，印制電路板的上下兩面呈對稱結構，每一面均覆有與引出孔同軸心的環(huán)狀接觸銅箔和環(huán)狀中間銅箔；環(huán)狀中間銅箔上開設有用于將環(huán)狀中間銅箔上下兩面電氣相連接的過孔，過孔沿圓周均勻分布在環(huán)狀中間銅箔上。
[0008]所述的環(huán)狀接觸銅箔包括設置在印制電路板上頂面的上接觸銅箔以及設置在印制電路板下底面的下接觸銅箔，上接觸銅箔與上電極的下底面相接觸，下接觸銅箔與下電極內部凸臺的上頂面相接觸；環(huán)狀中間銅箔包括設置在印制電路板上頂面的上中間銅箔以及設置在印制電路板下底面的下中間銅箔。[0009]所述的印制電路板的外徑小于下電極內螺紋的小徑，下電極內凸臺的外徑小于環(huán)狀接觸銅箔的外徑，下電極內凸臺的內徑等于環(huán)狀接觸銅箔的內徑。
[0010]所述的貼片元件分別焊接在上下兩面的環(huán)狀接觸銅箔和環(huán)狀中間銅箔之間，且貼片元件呈圓周陣列分布；上接觸銅箔上的上貼片元件與下接觸銅箔上的下貼片元件對稱設置；上接觸銅箔、上貼片元件、上中間銅箔以及下中間銅箔、下貼片元件、下接觸銅箔分別形成徑向輻射狀向外和向內的電流通道，并通過過孔形成回流結構。
[0011]所述的貼片元件為用于實現(xiàn)純電阻、純電容、阻容串聯(lián)或阻容并聯(lián)四種阻抗類型的貼片電阻以及貼片電容。
[0012]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0013]本發(fā)明通過采用印制電路板上下兩面對稱的回流結構，和自身殘余電感較小的貼片元件，降低了阻容元件的總殘余電感；另外，通過控制貼片元件的數(shù)量和電氣參數(shù)的大小，可以方便地改變元件阻抗的大小；通過采用價格低廉的貼片元件和印制電路板，以及工業(yè)化的機器焊接，有效的降低了阻容元件的工程造價，有利于大規(guī)模的批量生產。
[0014]進一步的，本發(fā)明貼片元件采用貼片電阻以及貼片電容，通過改變貼片元件的種類，可以方便地實現(xiàn)不同阻抗類型(純電阻、純電容、阻容串聯(lián)和阻容并聯(lián))的轉換。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明的整體結構示意圖；
[0016]圖2是本發(fā)明印制電路板的結構示意圖；
[0017]圖3是本發(fā)明的電路原理圖。
[0018]其中，I為上電極；2為引出端子；3為下電極；4為印制電路板；5為貼片元件；6為絕緣子；7為引出孔；8為過孔；9為環(huán)狀接觸銅箔；10為環(huán)狀中間銅箔。
【具體實施方式】
[0019]以下結合附圖對本發(fā)明的原理和特性進行詳細說明，所列實施例僅用于解釋本發(fā)明，并非用于限制本發(fā)明的范圍。
[0020]參見圖1，本發(fā)明包括用于與外電路相連的上電極I和起電磁屏蔽作用的下電極3，下電極3內的底部中間設置有凸臺，凸臺上連接帶有若干貼片元件5的印制電路板4，印制電路板4上安裝上電極1，上電極I位于下電極3的內部，且上電極I與下電極3的內壁之間設置有絕緣子6 ;下電極3的形狀為上部開口的圓筒狀，內壁上設置有內螺紋；絕緣子6為圓柱狀，外壁設置有與下電極3內壁螺紋相配合的外螺紋；絕緣子6的下端與上電極I相接觸。上電極1、印制電路板4與下電極3形成電流通路。
[0021]參見圖2，印制電路板4的形狀為環(huán)形片狀，且中心開設有使引出端子2穿過的引出孔7，印制電路板4的上下兩面呈對稱結構，每一面均覆有與引出孔7同軸心的環(huán)狀接觸銅箔9和環(huán)狀中間銅箔10 ;環(huán)狀中間銅箔10上開設有用于將環(huán)狀中間銅箔上下兩面電氣相連接的過孔8，過孔8沿圓周均勻分布在環(huán)狀中間銅箔10上。環(huán)狀接觸銅箔9包括設置在印制電路板4上頂面的上接觸銅箔以及設置在印制電路板4下底面的下接觸銅箔，上接觸銅箔與上電極I的下底面相接觸，下接觸銅箔與下電極3內部凸臺的上頂面相接觸；環(huán)狀中間銅箔10包括設置在印制電路板4上頂面的上中間銅箔以及設置在印制電路板4下底面的下中間銅箔。
[0022]上電極I的底部開設有用于安裝引出端子2的安裝孔，下電極3的底部開設有用于使引出端子2伸出的通孔，引出端子2穿過印制電路板4以及下電極3將測量信號引出至同軸電纜。
[0023]貼片元件5分別焊接在上下兩面的環(huán)狀接觸銅箔9和環(huán)狀中間銅箔10之間，且貼片元件5呈圓周陣列分布；上接觸銅箔上的上貼片元件與下接觸銅箔上的下貼片元件對稱設置；上接觸銅箔、上貼片元件、上中間銅箔以及下中間銅箔、下貼片元件、下接觸銅箔分別形成徑向輻射狀向外和向內的電流通道，并通過過孔8形成回流結構。貼片元件5為用于實現(xiàn)純電阻、純電容、阻容串聯(lián)或阻容并聯(lián)四種阻抗類型的貼片電阻以及貼片電容。
[0024]本發(fā)明的原理:
[0025]本發(fā)明的原理如圖3所示，多只貼片元件通過先并聯(lián)后串聯(lián)的方式，構成阻容元件的阻抗。在實現(xiàn)形式上，并聯(lián)的元件呈均勻的圓周陣列，各條支路中流過的電流大小相等，上下兩面形成回流結構。由電磁場理論可知，該結構具有相對較小的殘余電感。
[0026]結構原理如圖1所示，本發(fā)明的一種實施例所述的阻容元件，由上電極1、引出端子2、下電極3、印制電路板4、貼片元件5和絕緣子6六部分組成。如圖2所示，印制電路板4上下兩面結構相同，均覆有環(huán)狀接觸銅箔9和環(huán)狀中間銅箔10，內環(huán)銅箔中間設有引出孔7，環(huán)狀中間銅箔10的外側設有圓周陣列的過孔8，用于實現(xiàn)上下兩面中間銅箔10之間的電氣連接，每一面的環(huán)狀接觸銅箔9和環(huán)狀中間銅箔10之間焊接50只封裝形式為0805的貼片元件5，呈圓周陣列分布。上電極I呈圓柱體狀，由導電性能優(yōu)異的金屬材料制成，上端呈階梯狀，與絕緣子6接觸，下端中間設有安裝孔，與引出端子2連接。下電極3底部中間的凸臺用于安裝印制電路板4，內壁螺紋與絕緣子6的外螺紋配合，起到機械固定的作用。
[0027]本發(fā)明的工作過程:
[0028]本發(fā)明印制電路板4的外徑小于下電極3的內螺紋的小徑，下電極3的凸臺外徑略小于接觸銅箔9的外徑，內徑等于接觸銅箔9的內徑。上電極I的外徑與上述凸臺的外徑相同，其上安裝孔的直徑略小于引出端子的直徑，以保證電氣上緊密連接。具體安裝時，將焊有貼片元件5的印制電路板4置于下電極3的凸臺上，上電極I壓接在印制電路板4的上表面，通過絕緣子6的螺紋連接固定在下電極3的腔體中，并使印制電路板4的上表面與上電極I的下表面緊密接觸，印制電路板4的下表面與下電極3的上表面緊密接觸。
[0029]以上內容僅為說明本發(fā)明的技術思想，不能以此限定本發(fā)明的保護范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術思想，在技術方案基礎上所做的任何改動，均落入本發(fā)明權利要求書的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種低電感阻容元件，其特征在于:包括用于與外電路相連的上電極(I)和下電極(3)，下電極(3)內的底部中間設置有凸臺，凸臺上連接帶有若干貼片元件(5)的印制電路板(4)，印制電路板(4)上安裝上電極(I )，上電極(I)位于下電極(3)的內部，且上電極(I)與下電極(3)的內壁之間設置有絕緣子(6);上電極(I)、印制電路板(4)與下電極(3)形成電流通路；上電極(I)的底部開設有用于安裝引出端子(2)的安裝孔，下電極(3)的底部開設有用于使引出端子(2)伸出的通孔，引出端子(2)穿過印制電路板(4)以及下電極(3)將測量信號引出至同軸電纜。
2.根據(jù)權利要求1所述的低電感阻容元件，其特征在于:所述的下電極(3)的形狀為上部開口的圓筒狀，內壁上設置有內螺紋；絕緣子(6)為圓柱狀，外壁設置有與下電極(3)內壁螺紋相配合的外螺紋；絕緣子(6)的下端與上電極(I)相接觸。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的低電感阻容元件，其特征在于:所述的上電極(I)的外徑與下電極(3)內凸臺的外徑相同，上電極(I)上安裝孔的直徑略小于引出端子(2)的直徑。
4.根據(jù)權利要求1所述的低電感阻容元件，其特征在于:所述的印制電路板(4)的形狀為環(huán)形片狀，且中心開設有使引出端子(2)穿過的引出孔(7)，印制電路板(4)的上下兩面呈對稱結構，每一面均覆有與引出孔(7)同軸心的環(huán)狀接觸銅箔(9)和環(huán)狀中間銅箔(10);環(huán)狀中間銅箔(10)上開設有用于將環(huán)狀中間銅箔上下兩面電氣相連接的過孔(8)，過孔(8)沿圓周均勻分布在環(huán)狀中間銅箔(10)上。
5.根據(jù)權利要求4所述的低電感阻容元件，其特征在于:所述的環(huán)狀接觸銅箔(9)包括設置在印制電路板(4)上頂面的上接觸銅箔以及設置在印制電路板(4)下底面的下接觸銅箔，上接觸銅箔與上電極(I)的下底面相接觸，下接觸銅箔與下電極(3)內部凸臺的上頂面相接觸；環(huán)狀中間銅箔(10)包括設置在印制電路板(4)上頂面的上中間銅箔以及設置在印制電路板(4)下底面的下中間銅箔。
6.根據(jù)權利要求4或5所述的低電感阻容元件，其特征在于:所述的印制電路板(4)的外徑小于下電極(3)內螺紋的小徑，下電極(3)內凸臺的外徑小于環(huán)狀接觸銅箔(9)的外徑，下電極(3)內凸臺的內徑等于環(huán)狀接觸銅箔(9)的內徑。
7.根據(jù)權利要求6所述的低電感阻容元件，其特征在于:所述的貼片元件(5)分別焊接在上下兩面的環(huán)狀接觸銅箔(9)和環(huán)狀中間銅箔(10)之間，且貼片元件(5)呈圓周陣列分布；上接觸銅箔上的上貼片元件與下接觸銅箔上的下貼片元件對稱設置；上接觸銅箔、上貼片元件、上中間銅箔以及下中間銅箔、下貼片元件、下接觸銅箔分別形成徑向輻射狀向外和向內的電流通道，并通過過孔(8 )形成回流結構。
8.根據(jù)權利要求1或7所述的低電感阻容元件，其特征在于:所述的貼片元件(5)為用于實現(xiàn)純電阻、純電容、阻容串聯(lián)或阻容并聯(lián)四種阻抗類型的貼片電阻以及貼片電容。
【文檔編號】G01R21/00GK103869152SQ201410082686
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年3月7日 優(yōu)先權日:2014年3月7日
【發(fā)明者】丁衛(wèi)東, 劉云飛, 閆明蔚, 茍楊, 王亞楠, 景龑 申請人:西安交通大學