真空集成三極體加熱式恆溫晶體振蕩器的製作方法
2023-09-19 08:32:55
專利名稱：真空集成三極體加熱式恆溫晶體振蕩器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及晶體振蕩器技術，特別是涉及一種真空集成三極體加熱式恆溫晶體振蕩器的技術。
背景技術：
恆溫槽晶體振蕩器簡稱恆溫晶振，英文簡稱為OCXO (Oven Controlled CrystalOscillator)，是利用恆溫槽使石英晶體諧振器的溫度保持恆定，將由周圍溫度變化引起的輸出頻率變化量削減到最小的晶體振蕩器。恆溫槽晶振是高端的頻率基礎部件，作為信號源基準，廣泛應用於通信、軍工、儀器設備領域。恆溫晶振與普通晶振之間的區別在於恆溫晶振的關鍵元器件工作在恆溫環境中，以達到頻率穩定可靠的目的。恆溫晶振主要由晶體諧振器、晶體振蕩電路、低噪聲穩壓電路、溫控電路組成。低噪聲穩壓電路將外部輸入的12V電壓轉換為3V低噪聲電壓後供給晶體諧振器、晶體振蕩電路、溫控電路，為晶體諧振器、晶體振蕩電路、溫控電路提供穩定的低噪聲電源。溫控電路中設有用於檢測工作環境溫度的溫度傳感器，及用於使工作環境升溫的加熱模塊，溫控電路通過溫度傳感器檢測到工作環境溫度降低時，即增大加熱模塊的工作電流，使加熱模塊的發熱量提升，溫控電路通過溫度傳感器檢測到工作環境溫度升高時，即降低加熱模塊的工作電流，使加熱模塊的發熱量減小，從而保證外界溫度在-40°C到+85°C之間變化時，晶體諧振器和晶體振蕩電路的實際工作環境溫度的變化量只有微小的變化，從而實現頻率的穩定控制目的。恆溫晶振工作時，其內部工作環境溫度波動越小，輸出頻率的穩定性也越高，因此溫控電路的溫控精度是決定恆溫晶振性能的主要因素。傳統恆溫晶振的溫控電路通常置於晶體諧振器和晶體振蕩電路附近，以便對晶體諧振器和晶體振蕩電路的工作環境溫度變化作出快速響應，使晶體諧振器和晶體振蕩電路的工作環境溫度能保持恆定，但是傳統恆溫晶振的加熱模塊與晶體諧振器是相互獨立的，加熱模塊是通過對晶體諧振器周邊的環境溫度加熱，來實現對晶體諧振器的間接加熱，因此傳統恆溫晶振冷啟動時需要有3分鐘以上的預熱時間才能將晶體諧振器加熱到拐點溫度值(90°C -100°C)，此時傳統恆溫晶振的輸出頻率才能達到穩定，也因此使得傳統恆溫晶振不適合應用於一些要求快速啟動的設備，比如軍用背負式電臺等可攜式通信設備，而且很多恆溫晶振都是應用在一些可攜式通訊設備上的，而可攜式通訊設備都是通過電池供電的，傳統恆溫晶振預熱時間長的缺陷會增加電池的消耗。
實用新型內容針對上述現有技術中存在的缺陷，本實用新型所要解決的技術問題是提供一種預熱時間短,啟動速度快的真空集成三極體加熱式恆溫晶體振蕩器。為了解決上述技術問題，本實用新型所提供的一種真空集成三極體加熱式恆溫晶體振蕩器，包括底座，及分別安裝在底座上的晶體諧振器、溫控電路；[0008]所述溫控電路中設有用於檢測晶體諧振器工作溫度的溫度傳感器，及用於加熱晶體諧振器的加熱三極體；其特徵在於所述加熱三極體、溫度傳感器均固定在晶體諧振器的晶片上；所述底座上有一真空容腔，所述晶體諧振器及溫控電路均位於真空容腔內，晶體諧振器的弓I腳及溫控電路的引出線均接引至真空容腔外部。進一步的，所述晶體諧振器的晶片上蓋覆有一輻射加熱銅片，該輻射加熱銅片與晶體諧振器的晶片互不接觸；所述加熱三極體位於晶體諧振器的晶片朝向輻射加熱銅片一側的表面。本實用新型提供的真空集成三極體加熱式恆溫晶體振蕩器，將加熱三極體、溫度傳感器直接安裝在晶體諧振器的晶片上，利用加熱三極體對晶體諧振器直接加熱，而且在 真空環境的隔熱作用下，與外界的熱交換大大減小，很快就能將晶體諧振器加熱到拐點溫度，使晶體諧振器的輸出頻率達到穩定，具有預熱時間短，啟動速度快的特點，特別適合應用在可攜式通訊設備中。
圖I是本實用新型實施例的真空集成三極體加熱式恆溫晶體振蕩器的內部結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖說明對本實用新型的實施例作進一步詳細描述，但本實施例並不用於限制本實用新型，凡是採用本實用新型的相似結構及其相似變化，均應列入本實用新型的保護範圍。如圖I所示，本實用新型實施例所提供的一種真空集成三極體加熱式恆溫晶體振蕩器，包括底座5，及分別安裝在底座5上的晶體諧振器3、溫控電路4 ；所述溫控電路4中設有用於檢測晶體諧振器3工作溫度的溫度傳感器(圖中未示)，及用於加熱晶體諧振器3的加熱三極體2 ；其特徵在於所述加熱三極體2、溫度傳感器均固定在晶體諧振器3的晶片上；所述底座5上有一真空容腔(圖中未示)，所述晶體諧振器3及溫控電路4均位於真空容腔內，晶體諧振器3的引腳及溫控電路4的引出線均接引至真空容腔外部。本實用新型實施例，所述晶體諧振器3的晶片上蓋覆有一輻射加熱銅片1，該輻射加熱銅片I與晶體諧振器3的晶片互不接觸；所述加熱三極體2位於晶體諧振器3的晶片朝向輻射加熱銅片I 一側的表面。本實用新型實施例中，所述晶體諧振器是3次泛音SC切割石英晶體諧振器，所述加熱三極體是N-MOSFET三極體，所述溫控電路、晶體振蕩電路均為現有技術。本實用新型實施例的工作原理如下冷啟動時，晶體諧振器的晶片在外界振蕩電路驅動下產生電振蕩，溫控電路通過溫度傳感器檢測到晶體諧振器未達工作溫度，即控制加熱三極體對晶體諧振器直接加熱，在真空環境的隔熱作用及輻射加熱銅片的熱反射作用下，很快就能將晶體諧振器加熱到拐點溫度，使晶體諧振器的輸出頻率達到穩定，實現快速啟動，經測試在30秒內即可將晶體諧振器加熱到拐點溫度，使晶體諧振器的輸出頻率達到穩定，在10秒內可使晶體諧振器的輸出頻率達到IPPM的頻率精度。 本實用新型實施例中，所述溫控電路中的各個部件及輻射加熱銅片的需選用無吸溼、無氣體吸附、無汙染的材料，以達到老化指標要求。
權利要求1.一種真空集成三極體加熱式恆溫晶體振蕩器，包括底座，及分別安裝在底座上的晶體諧振器、溫控電路； 所述溫控電路中設有用於檢測晶體諧振器工作溫度的溫度傳感器，及用於加熱晶體諧振器的加熱三極體； 其特徵在於所述加熱三極體、溫度傳感器均固定在晶體諧振器的晶片上； 所述底座上有一真空容腔，所述晶體諧振器及溫控電路均位於真空容腔內，晶體諧振器的引腳及溫控電路的引出線均接引至真空容腔外部。
2.根據權利要求I所述的真空集成三極體加熱式恆溫晶體振蕩器，其特徵在於所述晶體諧振器的晶片上蓋覆有一輻射加熱銅片，該輻射加熱銅片與晶體諧振器的晶片互不接觸； 所述加熱三極體位於晶體諧振器的晶片朝向輻射加熱銅片一側的表面。
專利摘要一種真空集成三極體加熱式恆溫晶體振蕩器，涉及晶體振蕩器技術領域，所解決的是加快啟動速度的技術問題。該振蕩器包括底座，及分別安裝在底座上的晶體諧振器、溫控電路；所述溫控電路中設有用於檢測晶體諧振器工作溫度的溫度傳感器，及用於加熱晶體諧振器的加熱三極體；其特徵在於所述加熱三極體、溫度傳感器均固定在晶體諧振器的晶片上；所述底座上有一真空容腔，所述晶體諧振器及溫控電路均位於真空容腔內，晶體諧振器的引腳及溫控電路的引出線均接引至真空容腔外部。本實用新型提供的振蕩器，特別適用於可攜式通訊設備。
文檔編號H03B5/04GK202713227SQ201220317820
公開日2013年1月30日 申請日期2012年7月3日 優先權日2012年7月3日
發明者梁遠勇, 薛代彬, 曹海燕 申請人:上海鴻曄電子科技有限公司