80MHz抗震低相噪小型數字溫補晶振的製作方法
2024-03-06 03:46:15
專利名稱：80MHz抗震低相噪小型數字溫補晶振的製作方法
技術領域：
80MHz抗震低相噪小型數字溫補晶振
所屬領域
本實用新型涉及一種晶振，特別是一種能在強烈震動環境下仍然保證振 蕩器的低噪聲特性的一種80MHz抗震低相噪小型數字溫補晶振。
背景技術：
依照現在的技術水平，要製造一個常規的80MHz低噪聲晶振的確並不困 難。但在強烈震動的情況下，要確保晶振振蕩器的低噪聲特性，人們通常是 採用兩類方法來實現晶振的抗震功能
方法l:用吊掛、包裹或水平牽引等方法將整個晶振(外殼及內容物)
置於形為f--kX的彈性恢復力場中，以減少機械震動對晶振相噪的影響。此
法優點是晶振的設計與常規晶振設計差不多，把抗震的技術措施加在晶振外 部，有足夠大的空間可施展，而缺點是體積大，使用不方便。
方法2:將晶振緊固在震動系統中，此時晶振外殼與震動系統融為一體; 若將晶振從中剝離開，只剩下內容物作為防震的對象，由於晶振內部可以施 展防震措施的空間極小，使得防震設計極為困難。在這種情況下，晶振要達 到小型化、低功耗和適用溫度範圍寬等優點的同時、還要具備在強烈震動的 情況下，保持其良好的低噪聲特性那就非常之困難了。
發明內容本實用新型的目的在於克服現有技術的不足而發明的一種80MHz抗震低 相噪小型數字溫補晶振，使之同時具備低噪聲、抗震動、小型化、低功耗和 適用溫度範圍寬等優良特性。
本實用新型的目的可以通過以下措施來達到
本實用新型的一種80MHz抗震低相噪小型數字溫補晶振，由諧振器與其 低噪聲振蕩電路和數字溫補電路電連接組成；低噪聲振蕩電路和數字溫補電 路分別設在兩塊電路板上，低噪聲振蕩電路板和數字溫補電路板之間夾有一 塊厚度在1.8mm-2.5ram金屬板，構成夾芯組件；安裝在夾芯組件中的諧振器 外廓套有軟質材料；安裝有諧振器的夾芯組件安放在內襯有軟質材料的晶振 殼體內，整個夾芯組件處於一個彈性恢復力場中。
所述的夾芯組件的低噪聲振蕩電路板、數字溫補電路板以及金屬板寬度 相同、面積相等，金屬板與兩塊電路板的接地面緊密貼合、固定連接；有一 同軸孔洞，並電連接接地。
所述的諧振器採用4點支撐的抗震晶體，並保證抗震晶體Q值>105。
所述的夾芯組件有一同軸孔洞，套有軟質材料的諧振器固定安裝在夾芯 組件這個同軸孔洞中。
所述的套在諧振器外廓的軟質材料是發泡矽橡膠；內襯在晶振殼體內的 軟質材料為可耐受一6(TC +375。C溫度並具防靜電功能的泡沫塑料。
所述的夾芯組件與諧振器之間及夾芯組件與晶振引出線之間採用細軟 導線電連接。
本實用新型所採用一系列措施使得能夠製造出同時具備低噪聲、抗震 動、小型化、低功耗和適用溫度範圍寬等優良特性的80MHz抗震低相噪小型數字溫補晶振，以適應強烈震動環境對這類小型晶振的大量需求，填補了社 會生產空白。
圖1是本實用新型的結構剖面圖2是等效彈簧振子示意圖3為被震動惡化了的晶振相位噪聲譜密度曲線。
具體實施例
根據附圖1，低噪聲振蕩電路板1的接地面和數字溫補電路板2的接地 面面面相對，固定連接在金屬板3的兩面，構成一個夾芯組件；夾芯組件的
低噪聲振蕩電路板l、數字溫補電路板2以及金屬板3的寬度相同、面積相 等，並與金屬板3電連接接地，使得金屬板3可以有效地屏蔽數字溫補電路 對低噪聲振蕩電路相位噪聲的惡化作用。夾芯組件留有一個同軸孔洞，套有 軟質材料4的諧振器5固定安裝在夾芯組件這個同軸孔洞中 一是由於金屬 板3質量較大，可以設計使其固有諧振頻率儘量低於200Hz; 二是軟質材料 發泡矽橡膠的隔離作用可以大幅度減輕諧振器5與夾芯組件之間的諧振耦 合。用細軟導線6取代用諧振器硬質引線、晶振外殼8的硬質引線來與夾芯 組件電連接，也可切斷夾芯組件與諧振器5、晶振外殼8之間的諧振耦合。 因為在此去除了晶振外殼8的硬質引線在殼內對夾芯組件的支撐，所以採用 能夠耐受一6(TC +375'C溫度並具防靜電功能的、彈性係數低的泡沫塑料7 在六個面上對夾芯組件進行支撐，泡沬塑料7還可以進一步有效地降低夾芯組件與晶振外殼8之間的諧振耦合。
通過以上措施，就相當於採用在晶振內部防震的辦法來設計晶振。這種 方式可視為一個安裝在震動實驗臺9上的彈簧振子10來等效抗震低相噪小 型數字溫補晶振，其固有振動頻率為
式中M為夾芯組件及其上所有元件的質量，k是支撐電路板物體的彈性系
數。頻率f的值大約在幾百Hz到幾千Hz的範圍內，確切值由設計決定。
結合圖2看出，當震動實驗臺9以20Hz 2KHz的頻率連續掃描震動時， 彈簧振子IO亦被激發而震動起來，不過彈簧振子10的振動能量不會僅限於 20Hz 2KHz的範圍內，而是分布在一個很寬的連續頻帶內，因而可以引入功 率譜密度的概念來描述其震動能量依頻率分布的規律。
如圖3所示實驗表明，這一規律大致有以下特點
1. 譜密度曲線上有一個明顯的諧振峰，其中心頻率就是彈簧振子10的 固有頻率。這種現象實際上就是震動實驗臺9與彈簧振子10共振的結果。
2. 在20Hz 2KHz的頻帶內，譜密度曲線有一個上昇平臺。這是彈簧振 子10對外界激勵作強迫振動的結果。
3. 在20Hz 2KHz的頻帶外，譜密度不為零，這是彈簧振子10自由振 動而將能量按頻率重新分配的結果。
彈簧振子10的震動最終要傳遞給石英片才能使晶振的相位噪聲惡化。 由於石英片與諧振器外殼之間的耦合及諧振器外殼與印刷電路板之間的耦 合都比較緊，故石英片震動頻譜與彈簧振子的振動頻譜就十分相似，因而被惡化了的晶振相位噪聲譜密度曲線的形狀及其主要特點上就與彈簧振子IO
機械震動譜密度曲線相似。
本實用新型所採用在晶振內部防震的辦法，採用軟質材料4對震動傳導 至諧振器5起著有效的隔離作用，利用細軟導線6切斷夾芯組件與諧振器5、 晶振外殼8之間的諧振耦合，採用能夠耐受一6(TC +375T:溫度並具防靜 電功能的、彈性係數低的泡沫塑料7在六個面上對夾芯組件進行支撐，泡沫 塑料7還可以進一步有效地降低夾芯組件與晶振外殼8之間的諧振耦合。特 別是金屬板3增大了夾芯組件的質量， 一方面可以主動使其固有諧振頻率盡 量低於200Hz，另一方面又可以屏蔽數字溫補電路對低噪聲振蕩電路相位噪 聲的惡化作用。上述一系列措施使得能夠製造出同時具備低噪聲、抗震動、 小型化、低功耗和適用溫度範圍寬等優良特性的80MHz抗震低相噪小型數字 溫補晶振，以適應強烈震動環境對這類小型晶振的大量需求，填補了社會生 產空白。
這裡需要指出的是，儘管已經對本實用新型進行了詳細的描述，但是就 本領域工作人員來說，在這個基礎上做出的類似和相似的修改都應該屬於本 實用新型的保護範圍。
權利要求1、一種80MHz抗震低相噪小型數字溫補晶振，其特徵在於所述的80MHz抗震低相噪小型數字溫補晶振由諧振器與其低噪聲振蕩電路和數字溫補電路部分組成，低噪聲振蕩電路和數字溫補電路分別設在兩塊電路板上，低噪聲振蕩電路板和數字溫補電路板之間夾有一塊厚度在1.8mm-2.5mm金屬板，構成夾芯組件；安裝在夾芯組件中的諧振器外廓套有軟質材料；安裝有諧振器的夾芯組件安放在內襯有軟質材料的晶振殼體內，使夾心組件處於一個彈性恢復力場中。
2、 根據權利要求1所述的一種80MHz抗震低相噪小型數字溫補晶振，其特徵在 於所述的夾芯組件的低噪聲振蕩電路板、數字溫補電路板以及金屬板寬度相同、 面積相等，金屬板與兩塊電路板的接地面緊密貼合、固定連接，並電連接接地。
3、 根據權利要求1所述的一種80MHz抗震低相噪小型數字溫補晶振，其特徵在 於所述的諧振器採用4點支撐的抗震晶體，抗震晶體的Q值^105。
4、 根據權利要求1所述的一種80MHz抗震低相噪小型數字溫補晶振，其特徵在 於所述的夾芯組件有一同軸孔洞，套有軟質材料的諧振器固定安裝在夾芯組件這 個同軸孔洞中。
5、 根據權利要求1所述的一種80MHz抗震低相噪小型數字溫補晶振，其特徵在 於所述的套在諧振器外廓的軟質材料是發泡矽橡膠；內襯在晶振殼體內的軟質材 料為可耐受一6(TC + 375'C溫度並具防靜電功能的泡沫塑料。
6、 根據權利要求1所述的一種80MHz抗震低相噪小型數字溫補晶振，其特徵在 於所述的夾芯組件與諧振器之間及夾芯組件與晶振引出線之間採用細軟導線電連 接。
專利摘要本實用新型涉及能在強烈震動環境下仍然保證振蕩器的低噪聲特性的一種80MHz抗震低相噪小型數字溫補晶振。由諧振器與其低噪聲振蕩電路和數字溫補電路電連接組成；低噪聲振蕩電路和數字溫補電路分別設在兩塊電路板上，低噪聲振蕩電路板和數字溫補電路板之間夾有一塊金屬板，構成夾芯組件；安裝在夾芯組件中的諧振器外廓套有軟質材料；安裝有諧振器的夾芯組件安放在內襯有軟質材料的晶振殼體內，整個夾芯組件處於一個彈性恢復力場中。本實用新型能夠製造出同時具備低噪聲、抗震動、小型化、低功耗和適用溫度範圍寬等優良特性的80MHz抗震低相噪小型數字溫補晶振，以適應強烈震動環境對這類小型晶振的大量需求，填補了社會生產空白。
文檔編號H03B5/04GK201383799SQ20092013437
公開日2010年1月13日 申請日期2009年7月31日 優先權日2009年7月31日
發明者輝 朱, 朱炳權, 丹 溫, 趙聲衡, 趙小紅 申請人:深圳市三奇科技有限公司