月: 2023年4月

Was ist ein RF-Filter?

Ein RF-Filter ist ein Element oder ein Schaltkreis, der Frequenzen unterscheidet, indem er nur Signale im gewünschten Frequenzband durchlässt und andere Signale blockiert. Er wird als Tiefpassfilter (LPF), Bandpassfilter (BPF) oder Hochpassfilter (HPF) klassifiziert.

RF-Filter sind Filter für Rundfunkwellen und Funkkommunikationssignale, die Hochfrequenz (RF) verwenden.

Für den digitalen terrestrischen Rundfunk werden Signale im Frequenzband 80-800 MHz verwendet. Für Mobiltelefone, wie z. B. Smartphones, werden Signale im Frequenzband 800-3500 MHz verwendet. RF-Filter werden daher z. B. verwendet, um Signale zu blockieren, die außerhalb dieser Rundfunk- und Kommunikationsfrequenzbänder liegen, wenn sie sich vermischen.

Anwendungen von RF-Filtern

Die für den Rundfunk und die Telekommunikation genutzten Frequenzen werden als endliches nationales Gut betrachtet, und um sie effektiv zu nutzen, werden die für jeden Dienst zu nutzenden Frequenzbänder festgelegt.

Es muss sichergestellt werden, dass sich Interferenzen zwischen den Diensten nicht nachteilig auf die jeweils anderen Dienste auswirken. RF-Filter sind ein wirksames Mittel, um dies zu erreichen.

RF-Filter werden z. B. für den Empfang digitaler terrestrischer Sendungen eingesetzt. Sie lassen nur Rundfunksignale im Bereich 80-800 MHz durch und blockieren Signale außerhalb dieses Bereichs.

RF-Filter sind in kompakter Größe erhältlich und so dick wie ein Antennenkabel. Sie werden vertikal am Antennenkabel angebracht.

Funktionsweise von RF-Filtern

Wie bereits erwähnt, werden RF-Filter für den Fernsehempfang, für Mobiltelefone und in anderen industriellen Geräten eingesetzt.

Die Frequenzen für den Fernsehempfang reichen von 80 bis 800 MHz, während die Frequenzen für den Mobilfunkempfang im oberen Bereich von 800 bis 3500 MHz genutzt werden. Grundsätzlich sind die von den beiden genutzten Frequenzbänder getrennt, sodass keine Probleme auftreten sollten.

Wenn jedoch die Frequenzen, die von den internen Schaltkreisen des Mobiltelefons verarbeitet werden, in das TV-Frequenzband eindringen, z. B. aufgrund einer Störung oder eines Konstruktionsfehlers des Geräts, besteht die Möglichkeit, dass dies das Bild und den Ton auf der TV-Seite als Rauschen beeinflusst.

In solchen Fällen kann als Gegenmaßnahme ein RF-Filter auf der Fernsehseite eingesetzt werden, der nur Signale im eigenen Sendefrequenzband durchlässt.

Diese Unterstützung ist vielleicht nicht notwendig, wenn das Fernsehgerät zu Hause benutzt wird, aber sie ist eine mögliche Sicherheitsmaßnahme, um Probleme aufgrund von Rauschverschmutzung während des Fernsehens zu vermeiden, wenn das Fernsehgerät für geschäftliche Zwecke genutzt wird.

Industrielle Geräte erfordern einen präziseren Betrieb als Verbrauchergeräte, und es ist notwendig, den Empfang unnötiger Funkwellen, die Fehlfunktionen verursachen könnten, so weit wie möglich zu vermeiden.

Ein besonderes Beispiel sind Geräte zur Herstellung von Halbleitern, die aufgrund der Eigenschaften des Produkts Funkwellen in den Bereichen 13,6 MHz, 27,1 MHz, 40,7 MHz und 40,7 MHz empfangen müssen,
RF-Filter werden eingesetzt, um nur Signale im Frequenzband um 40,7 MHz durchzulassen.

Aus diesem Grund gibt es eine Vielzahl von RF-Filtern. Einige Filter können nur bestimmte Frequenzbänder extrahieren, während andere so konfiguriert werden können, dass sie die extrahierbaren Frequenzbänder ändern.

Was ist ein Durchführungskondensator?

Ein Durchführungskondensator ist eine Art Filterelement, das einen elektronischen Schaltkreis bildet und ein Kondensator mit einer Durchführungsverbindung ist.

Eine Durchführungsverbindung ist eine Methode, bei der das Muster der Leitung, aus der das Rauschen entfernt werden soll, durchtrennt und ein Bauteil dazwischen eingefügt wird. Sie wird häufig als Rauschunterdrückungsmaßnahme für einen breiten Frequenzbereich eingesetzt.

Durchführungskondensatoren sind in der Regel Dreipolkondensatoren und sind als bedrahtete oder Chip-Kondensatoren erhältlich. Sie werden auch als Durchführungskondensatoren oder EMI-Filter bezeichnet.

Anwendungen von Durchführungskondensatoren

Durchführungskondensatoren werden als Rauschunterdrückungsfilter verwendet, zum Beispiel in den Stromversorgungsleitungen elektronischer Geräte. In den letzten Jahren werden elektronische Geräte aufgrund von Energieeinsparungen immer häufiger mit niedrigen Spannungen und hohen Frequenzen betrieben, so dass Maßnahmen zur Rauschunterdrückung immer wichtiger geworden sind.

Durchgangsverbindungen werden im Allgemeinen als Seriendurchgangsverbindungen zur Stromversorgungsleitung hergestellt. Da sie mit der Stromversorgungsleitung in Reihe geschaltet sind, bieten sie eine hervorragende Rauschunterdrückung zur Entkopplung. Der Nachteil ist, dass der Strom direkt in den Chip fließt und daher Beschränkungen unterliegt, wie z. B. der Nennstrom des Geräts.

Funktionsweise von Durchführungskondensatoren

Ein häufig verwendeter Kondensatortyp ist der Chip-Vielschicht-Keramikkondensator. Solche Kondensatoren sind Zweipolkondensatoren.

Die Struktur besteht aus einer dünnen dielektrischen Platte, zwischen der Elektroden gestapelt sind. Diese Struktur gewährleistet die Kapazität, aber eine kleine Induktivitätskomponente verbleibt im Inneren. Daher kann bei höheren Frequenzen die Restinduktivität nicht vernachlässigt werden, und es kommt zu einer Verringerung der Hochfrequenzeigenschaften.

Dreipolkondensatoren wie Durchführungskondensatoren haben zusätzlich zum normalen Kondensator Masseanschlüsse auf beiden Seiten des Bauteils. Die Struktur stapelt abwechselnd die Elektroden, die direkt über das Dielektrikum und die Masseelektrode verbunden sind. Dadurch erhält der Kondensator die Form eines LC-Filters vom T-Typ, bei dem die Masseelektroden über eine kurze Strecke verbunden sind, wodurch die Wirkung der Induktivitätskomponente verringert wird.

Die Wirkung der Induktivitätskomponente ist daher geringer als bei einem allgemeinen Kondensator, und die Bauteilstruktur eignet sich zur Rauschunterdrückung ohne Leistungseinbußen bis in den Hochfrequenzbereich.

Was ist ein Festwiderstand?

Ein Festwiderstand ist eines der grundlegenden elektronischen Bauteile, die den Stromfluss verhindern.

Er regelt die Strommenge, die in einem Stromkreis fließt, teilt die Spannung (Spannungsteilung) und legt die für den Betrieb des Stromkreises erforderliche Zeitkonstante fest. Ein Festwiderstand ist ein grundlegendes Element, das in einer Schaltung eine Vielzahl von Funktionen erfüllt.

Zu den Widerständen gehören veränderliche Widerstände, deren Widerstandswert frei verändert werden kann, und halbfeste Widerstände, deren Widerstandswert eingestellt werden kann.

Anwendungen von Festwiderständen

Ein Festwiderstand dient in erster Linie dazu, den Stromfluss in einer Schaltung zu steuern. Gäbe es keine Widerstände in der Schaltung und wären alle Komponenten direkt miteinander verbunden, würde ein unbegrenzter Strom in der Schaltung fließen, was zur Folge hätte, dass die Komponenten der Schaltung durch den fließenden Strom verbrannt würden.

Um diese Situation zu vermeiden, spielen Widerstände eine Rolle bei der Regulierung des entsprechenden Stroms im Stromkreis. Durch die Kombination von Festwiderständen können verschiedene andere Schaltungen aufgebaut werden, wie z. B. Spannungsteilerschaltungen, um eine gewünschte Spannung zu erhalten.

Funktionsweise der Festwiderstände

Die Einheit des Widerstandswerts für die Größe eines Widerstands wird in Ohm (Ω) angegeben. Er ist definiert als 1 Ω Widerstand, wenn der Strom, der bei einer Spannung von 1 V fließt, 1 A beträgt. Stoffe werden in Leiter, Halbleiter und Isolatoren eingeteilt, wobei Leiter Stoffe sind, die den Strom gut leiten, wie z. B. Eisen, das eine sehr geringe Widerstandskomponente hat, Isolatoren sind Stoffe, die den Strom wenig oder gar nicht leiten, wie z. B. Kunststoffe, und Halbleiter sind Stoffe, die dazwischen liegen.

Widerstände sind Materialien, die unter den Leitern einen relativ hohen Widerstandswert haben, z. B. Kohlenstoffschichtwiderstände, die Kohlenstoff als Widerstandselement verwenden, und Metallschichtwiderstände, die dünnes Metall verwenden. Festwiderstände haben einen festen Widerstandswert, aber in der Schaltungsentwicklung werden verschiedene Widerstandswerte benötigt. Andererseits erfordern Produktivitätserwägungen, dass sie zu mehreren Typen zusammengefasst werden.

Deshalb hat die ISO Werte festgelegt, um die Widerstandswerte zu konsolidieren und zu standardisieren. Dies wird als E-Reihe bezeichnet, von der es mehrere Typen gibt, von denen die gängigsten die Reihen E6, E12, E24 und E48 sind.

Die E6-Serie wird auf der Grundlage von sechs verschiedenen Werten angegeben: 1,0, 1,5, 2,2, 3,3, 4,7 und 6,8. Bei der Serie E12/E24/E48 werden die Widerstandswerte mit 12, 24 oder 48 verschiedenen Werten detailliert angegeben. Die Widerstandswerte werden mit 12, 24 oder 48 verschiedenen Werten detailliert festgelegt.

Arten von Festwiderständen

Festwiderstände lassen sich grob nach Form und Material einteilen:

1. Klassifizierung nach Form

Festwiderstände können nach ihrer Form klassifiziert werden, nämlich bedrahteter Typ und oberflächenmontierter (Chip) Typ.

Bedrahteter Typ
Dies sind Widerstände mit Anschlussdrähten (Metalldrähten). Sie sind dazu bestimmt, in ein Loch in einer Leiterplatte eingesetzt und verlötet zu werden, und wurden früher als Haupttyp verwendet.

Oberflächenmontierter Typ
Widerstände, die direkt auf die Oberfläche der Leiterplatte montiert werden. Die meisten Widerstände, die derzeit in Leiterplatten elektronischer Geräte verwendet werden, sind von diesem Typ, und Chip-Widerstände in Form von kleinen rechteckigen Platten machen fast 90 % von ihnen aus. Eine kleine Anzahl von zylindrischen Widerständen, die sogenannten Melf-Widerstände, werden ebenfalls verwendet.

2. Klassifizierung nach dem Material des Widerstandselements

Widerstände können nach ihrem Material in drei Haupttypen eingeteilt werden: Widerstände auf Kohlenstoffbasis, Widerstände auf Metallbasis und metallisch glasierte Widerstände.

Auf Kohlenstoffbasis
Widerstände können weiter in Kohlenstoffschichtwiderstände (Kohlenstoffwiderstände) und Festkörperwiderstände unterteilt werden. Kohleschichtwiderstände sind die am häufigsten verwendeten Widerstände mit geringer Leistung, da sie sehr preiswert sind und in einer Vielzahl von Fällen verwendet werden können. In den meisten Fällen bezieht sich der Begriff Widerstand auf Kohleschichtwiderstände, die eine Fehlerspanne von ±5 % haben. Sie eignen sich daher nicht für Anwendungen, die eine hohe Präzision erfordern.

Metallbasierte Widerstände
Widerstände werden weiter unterteilt in Metallschichtwiderstände und Metalloxidschichtwiderstände. Metallschichtwiderstände sind Widerstände, die metallische Materialien wie Nickel-Chrom-Legierungen für den Schichtteil verwenden. Im Vergleich zu Kohleschichtwiderständen zeichnen sie sich durch eine höhere Widerstandsgenauigkeit und bessere Temperatureigenschaften aus, sind aber auch teurer.

In ähnlicher Weise verwenden Metalloxidschichtwiderstände Metalloxid wie Zinnoxid für den Schichtteil. Da sie hitzebeständig sind, werden sie für Anwendungen mit mittlerer Leistung verwendet.

Metallglasur
Ein Material, das durch Mischen von Metalloxid oder Metall und Glas hergestellt und bei hohen Temperaturen auf ein Aluminiumoxid-Substrat oder ähnliches gesintert wird. Es ist extrem korrosionsbeständig und weist eine hervorragende Stabilität mit geringer zeitlicher Beeinträchtigung auf.

Weitere Informationen über Festwiderstände

Festwiderstände in Bleiausführung

Festwiderstände aus Blei sind im Allgemeinen mit vier oder fünf Farben gekennzeichnet, um ihren Widerstand und ihre Toleranz anzugeben. Die Farben entsprechen Nummern, z. B. 1 für braun, 2 für rot, 3 für orange usw.

Für vierfarbige Linien
Die erste Zahl, die zweite Zahl, der Multiplikator und die Toleranz sind in der Reihenfolge von der ersten bis zur vierten Zeile. Wenn die Linien z. B. rot-schwarz-rot-gold ist, steht Rot für 2, Schwarz für 0, Rot für den Multiplikator 10 zum Quadrat und Gold für den Fehler ±5%. Also 2,0 kΩ ±5%.

Für fünffarbige Linien
Die erste Zahl, die zweite Zahl, die dritte Zahl, der Multiplikator und die Toleranz sind in der Reihenfolge von der ersten bis zur fünften Linie. Wenn die Farbe der Linie braun-grün-schwarz-schwarz-braun ist, steht Braun für 1, Grün für 5, Schwarz für 0, Schwarz für den Multiplikator 10 hoch 0, also x1, und Braun für die Toleranz steht für einen Fehler von ±1%. Also 150 Ω ± 1%.

Was ist ein Vakuumtank?

Vakuumtanks bestehen aus dickwandigem Edelstahl, der einem Unterdruck standhalten kann

Ein Vakuumtank ist ein Behälter, der im Inneren einen Unterdruck aufrechterhalten kann. Je nach Größe, Form und Anwendung wird er auch als Vakuumkammer bezeichnet. Aufgrund des Unterdrucks im Inneren werden Vakuumtanks aus dickwandigem Edelstahl hergestellt, der dem Außendruck standhält.

Auch als Drucktanks verwendbar

Einige Vakuumtanks können auch als Drucktanks verwendet werden. Es ist jedoch wichtig, die Druckkapazität des Tanks im Voraus zu prüfen und sicherzustellen, dass keine Risse oder Lecks im Tank vorhanden sind, bevor er für drucklose oder druckbeaufschlagte Anwendungen verwendet wird, um Unfälle zu vermeiden.

Anwendungen für Vakuumtanks

Verwendung in Anlagen, in denen hochreine Produkte benötigt werden

Vakuumtanks werden in Industrien eingesetzt, in denen eine extrem hohe Reinheit erforderlich ist, wie z. B. in der Halbleiterproduktion. Vakuumtanks werden in der verarbeitenden Industrie auch als Behälter bei der Vakuumtrocknung von Produkten und Zwischenprodukten sowie bei der Entfernung von Luftblasen aus Lösungen in einer Umgebung mit reduziertem Druck verwendet.

Vakuumtanks werden auch bei der Installation von Sauggreifern verwendet

Vakuumtanks werden auch bei Vakuumsaugvorgängen eingesetzt, z. B. bei der Installation von Gummisauggreifern und bei Vakuumimprägniervorgängen, bei denen Holz oder Keramik mit Öl oder Chemikalien imprägniert werden.

Merkmale von Vakuumtanks

Vakuumtanks müssen haltbar und hermetisch verschlossen sein

Vakuumtanks sind Behälter, die im Inneren einen Unterdruck aufrechterhalten können und ein hohes Maß an Haltbarkeit und Dichtheit erfordern. Vakuumtanks werden aus dickwandigem Edelstahl hergestellt und sind mit Abluft- und Leckageleitungen ausgestattet. Einige Typen sind auch mit einem Sichtfenster ausgestattet, durch das man das Innere beobachten kann.

Vakuumtanks vor der Verwendung auf Risse prüfen

Vor der Verwendung eines Vakuumtanks muss geprüft werden, dass der Behälter keine Risse oder Lecks aufweist. Bei Rissen usw. besteht die Gefahr, dass das Vakuum nicht aufrechterhalten werden kann oder dass die Geräte durch den atmosphärischen Druck in einer Vakuumumgebung beschädigt werden. Bei der Verwendung eines Vakuumtanks mit abnehmbarem Deckel kann bei einem Spalt zwischen Deckel und Tankkörper kein Vakuum erzeugt werden, so dass der Deckel vor dem Anlegen des Vakuums fest auf den Tankkörper geklebt und mit einer Klammer gesichert werden muss.

Je nach Lagerungsumgebung können Feuchtigkeit oder Gase an der Innenfläche des Vakuumtanks adsorbiert werden. Daher ist es ratsam, feuchtigkeitsempfindliche Materialien, die in einem Vakuumtank gelagert werden, vor der Verwendung zu erhitzen und zu trocknen, um die Feuchtigkeit aus dem Inneren zu entfernen.

Was ist ein Linearsensor?

Ein Linearsensor ist ein Sensor, der eine lineare Verschiebung misst, z. B. ein Positionssensor, ein Wegsensor oder ein Längenmesssensor.

Hinsichtlich des Messprinzips gibt es verschiedene Arten von Sensoren, wie z. B. Laser-Wegsensoren, Längenmesssensoren, Wirbelstrom-Wegsensoren, Kontakt-Wegsensoren und lineare Messgeräte.

Je nach Funktionsweise gibt es unterschiedliche Typen, z. B. berührend oder berührungslos, und ob der Längenmessbereich kurz, mittel oder lang ist. Sie unterscheiden sich auch in ihrer Leistung, z. B. in der Genauigkeit der Linearität, der Lebensdauer und den Kosten.

Anwendungsen von Linearsensoren

Linearsensoren werden in verschiedenen Bereichen eingesetzt, ebenso wie es viele verschiedene Arten von Linearsensoren gibt, die sich durch ihre Funktionsweise unterscheiden. Sie werden in so unterschiedlichen Bereichen wie Halbleiter und Flüssigkristalle, elektrische Maschinen und Geräte, Automobile und Verarbeitung, Medizin, Lebensmittel und Verpackung eingesetzt.

Da Linearsensoren Weg und Position messen können, werden sie häufig für die Erkennung von Anwesenheit und Abwesenheit, die Positionsbestimmung, Inspektion, Messung, Überwachung und Steuerung eingesetzt.

In Anlagen zur Herstellung von Halbleitern und Flüssigkristallen werden Encoder verwendet, um die Position von Antriebsstufen zu erfassen. In Lebensmittelfabriken werden sie zur Kontrolle der Menge verarbeiteter Lebensmittel und zur Erfassung der Höhe von geformten Produkten eingesetzt.

Funktionsweise der Linearsensoren

Es gibt verschiedene Arten von Linearsensoren, deren Funktionsweise sich entsprechend unterscheidet.

Bei Lasersensoren wird ein Laserstrahl ausgesendet und auf ein Objekt gerichtet, und das reflektierte Licht wird vom Empfänger empfangen, um Position und Entfernung zu messen. Aus der Zeit zwischen Aussendung und Empfang des Lichts und der Winkeländerung des empfangenen Lichts lassen sich die Position, die Entfernung und die Verschiebung des Objekts ermitteln. Der Vorteil ist, dass eine berührungslose Messung mit hoher Genauigkeit möglich ist. Nachteilig ist die Anfälligkeit für Schmutz und Staub und die Schwierigkeit, bestimmte Materialien, z. B. transparente Objekte, zu erfassen.

Ein Längenmessgerät, das als Linearsensor verwendet wird, besteht aus einem Maßstab, der als Lineal dient, und einem Messkopf, der die Position erfasst. Es gibt optische Typen, bei denen ein Spalt in den Maßstab eingraviert ist und das vom Kopf emittierte und reflektierte Licht durch Impulse erfasst wird, und magnetische Typen, die Veränderungen des Magnetismus nutzen. Der Vorteil ist, dass sie eine sehr genaue, berührungslose Messung ermöglichen. Der Nachteil besteht darin, dass bei optischen Systemen Impulse aufgrund von Verunreinigungen des Spalts übersprungen werden können.