CN102035466A - 提升恒温晶振温度稳定度的恒温晶体振荡器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种提升恒温晶振温度稳定度的恒温晶体振荡器，包括恒温槽、槽盖及PCB电路板，所述PCB电路板包括晶体振荡电路、控温电路和供电电路，所述恒温槽的顶部设有开槽，所述恒温槽的底部或侧壁穿设有若干针脚以与外部实现电连接，所述PCB板通过所述开槽容置于所述恒温槽的内腔与所述针脚电连接，并用所述槽盖盖住所述开槽以密封所述恒温槽，所述恒温槽的内壁设有防辐射层。本发明恒温晶体振荡器，能够有效地减少热交换，有效提升恒温晶振温度稳定性的目的。

Description

提升恒温晶振温度稳定度的恒温晶体振荡器
技术领域
本发明涉及测试技术领域，更具体地涉及一种基于锁相技术的高频高速频率测试系统及测试方法
背景技术
石英晶体振荡器的应用已有几十年的历史，因其具有频率稳定度高这一特点，故在电子技术领域中一直占有重要的地位。尤其是信息技术产业的高速发展，更使这种晶体振荡器焕发出勃勃生机。石英晶体振荡器在远程通信、卫星通信、移动电话系统、全球定位系统、导航、遥控、航空航天、高速计算机、精密计测仪器及消费类民用电子产品中，作为标准频率源或脉冲信号源，提供频率基准，是目前其它类型的振荡器所不能替代的。石英晶体振荡器分非温度补偿式晶体振荡器、温度补偿晶体振荡器、电压控制晶体振荡器、恒温晶体振荡器和数字化/μp补偿式晶体振荡器等几种类型。其中，恒温晶体振荡器是目前频率稳定度和精确度最高的晶体振荡器，它在老化率、温度稳定性、长期稳定度和短期稳定度等方面的性能都非常好，因此常作为精密时频信号源被广泛应用于全球定位系统、通信、计量、遥测遥控、频谱及网络分析仪等电子仪器中。
一般恒温晶振选型时主要考虑的指标有：频率稳定性、温度范围、相位噪声和抖动、晶体老化率、封装和成本等。温度是影响恒温晶振频率稳定性最重要的一个因素，如何保证恒温槽的温度恒定成为恒温晶振研究的重要课题。在现有的恒温晶振设计方案中，要提升恒温晶振的温度稳定度(温度特性)，会采用温度控制电路把晶体和关键电路置于一个精确的恒温环境中(即恒温槽)，恒温晶振自产生一个加热电流，该加热电流能根据环境温度来控制恒温槽的温度，使得恒温槽的温度刚好稳定在晶体的拐点上，即可减少晶体对温度的敏感性，达到提高温度稳定度(温度特性)的目的。但现有技术的恒温晶振的温度稳定性并不理想。
因此，有必要提供一种改进的提升恒温晶振温度稳定度的恒温晶体振荡器来克服上述缺陷。
发明内容
本发明的目的是提供一种提升恒温晶振温度稳定度的恒温晶体振荡器，能够有效地减少热交换，有效提升恒温晶振温度稳定性的目的。
为实现上述目的，本发明提供了一种提升恒温晶振温度稳定度的恒温晶体振荡器，包括恒温槽、槽盖及PCB电路板，所述PCB电路板包括晶体振荡电路、控温电路和供电电路，所述恒温槽的顶部设有开槽，所述恒温槽的底部或侧壁穿设有若干针脚以与外部实现电连接，所述PCB板通过所述开槽容置于所述恒温槽的内腔与所述针脚电连接，并用所述槽盖盖住所述开槽以密封所述恒温槽，所述恒温槽的内壁设有防辐射层。
较佳地，将所述槽盖盖住所述开槽以对所述恒温槽进行密封前，先对所述恒温槽的内腔进行抽真空。
较佳地，所述穿设于所述恒温槽底部或侧壁的若干针脚的穿入所述恒温槽内的一端与所述PCB电路板电连接，穿出所述恒温槽外的另一端与外部电路电连接。
较佳地，所述晶体振荡电路包括晶体起振电路和选频电路。
较佳地，所述PCB电路板包括PCB内电路板和PCB外电路板，所述PCB内部电路板设置于所述恒温槽中且通过所述阵脚与所述PCB外部电路板电连接，所述晶体振荡电路封装于所述PCB内电路板中，所述控温电路及与所述供电电路封装于所述PCB外电路板中。
与现有技术相比，本发明的恒温晶体振荡器基于物理学上的传导、对流和辐射会导致热交换的原理，在恒温槽的内壁设有防辐射层，该防辐射层为防辐射材料(如开水瓶胆)，能够有效地减少恒温槽与外界的热交换，以更好实现恒温晶振恒温槽内壁控温在晶体拐点处，提升产品温度稳定性。另外，在恒温槽上加盖密封所述恒温槽前，先对所述恒温槽的内腔进行抽真空处理，从而使密封在真空环境下操作，且所述恒温槽内腔为真空，并通过细小的针脚进行恒温槽内外部的电连接的方式达到更加精确恒温控制，从而提升恒温晶振温度稳定性的目的。
通过以下的描述并结合附图，本发明将变得更加清晰，这些附图用于解释本发明的实施例。
附图说明
图1为本发明恒温晶体振荡器第一实施例的整体结构框图。
图2为图1所示恒温晶体振荡器的晶体振荡电路的结构框图。
图3为图1所示恒温晶体振荡器的的结构示意图。
图4为图3所示恒温晶体振荡器的的结构分解图。
图5为图3所示恒温晶体振荡器的的剖面图。
图6为本发明恒温晶体振荡器第二实施例的整体结构框图。
图7为图6所示恒温晶体振荡器的结构剖面示意图。
具体实施方式
现在参考附图描述本发明的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。如上所述，本发明提供了一种提升恒温晶振温度稳定度的恒温晶体振荡器，能够有效地减少热交换，有效提升恒温晶振温度稳定性的目的。
图1～5展示了本发明恒温晶体振荡器第一个实施例的结构示意图。参考图1～2，恒温晶体振荡器1包括恒温槽11、槽盖(图未示)、PCB电路板12及加热元件14，所述PCB电路板12包括晶体振荡电路121、供电电路122和控温电路123，且所述PCB电路板12固定地安装在所述恒温槽11中。所述加热元件14与所述PCB电路板12的控温电路123电性连接以对恒温槽进行恒温控制。所述晶体振荡电路121包括晶体起振电路121a和选频电路121b，且所述晶体振荡电路121由石英晶体121和振荡元件122等电子元件所组成。
具体地，参考图3～5，所述恒温槽11的顶部111设有开槽110，所述恒温槽11的底部112或侧壁113穿设有若干针脚114以与外部实现电连接，所述针脚114细小，所述PCB电路板12通过所述开槽110容置于所述恒温槽11的内腔115与所述针脚114电连接，即所述针脚114的穿入所述恒温槽内的一端与所述PCB电路板12电连接，穿出所述恒温槽外的另一端用于与外部电路电连接，而且所述针脚114与所述恒温槽11的连接处可承受一定气密性要求。所述加热元件24通过焊接的方式固定连接在所述恒温槽21的侧壁内表面或外表面上(图未示)，且与所述PCB电路板12电性连接以对恒温槽进行恒温控制。
所述恒温槽11的内腔115的内壁设有防辐射层1150，所述防辐射层1150由防辐射材料(如开水瓶胆)制成，能够有效地减少所述恒温槽11与外界热交换的途径，以更好实现恒温槽11的内腔115控温在晶体拐点处，提升产品温度稳定性，进而提高恒温晶体振荡器输出频率的稳定度，提高恒温晶体振荡器的工作效率。所述PCB电路板12通过所述开槽110固定容置于所述恒温槽11的内腔115并与所述针脚114电连接，然后利用抽真空装置(图未示)对所述恒温槽11的内腔115进行抽真空后，用所述槽盖15盖住所述开槽110以密封所述恒温槽11。
下面请参考图6～7，图6为本发明恒温晶体振荡器第二实施例的整体结构框图。图7为图6所示恒温晶体振荡器的结构剖面示意图。与第一实施例相同的是，本实施例的恒温晶体振荡器2包括恒温槽21、槽盖25、PCB电路板及加热元件24，所述PCB电路板包括晶体振荡电路221、供电电路222和控温电路223，所述加热元件24与所述PCB电路板的控温电路223电性连接以对恒温槽21进行恒温控制。所述恒温槽21的内腔215的内壁设有防辐射层2150，所述防辐射层2150由防辐射材料(如开水瓶胆)制成，能够有效地减少所述恒温槽21与外界热交换的途径，以更好实现恒温槽21的内腔215控温在晶体拐点处。与本发明第一实施例恒温晶体振荡器1不同的是：本实施例的恒温晶体振荡器2的所述PCB电路板包括PCB内电路板22a和PCB外电路板22b，所述PCB内部电路板22a设置于所述恒温槽中且通过所述阵脚214与所述PCB外部电路板22b电连接，所述晶体振荡电路221封装于所述PCB内电路板22a中，所述控温电路222及所述供电电路223封装于所述PCB外电路板22b中。由于晶体振荡电路221容易受温度影响其工作性能，故PCB内电路板22a设于恒温槽内，这样，能进一步减小温度变化的影响，以提高恒温晶体振荡器的频率稳定度。将所述PCB内电路板22a通过所述开槽210固定容置于所述恒温槽21的内腔215并与所述针脚214电连接，然后利用抽真空装置(图未示)对所述恒温槽21的内腔215进行抽真空后，用槽盖25盖住所述开槽210以密封所述恒温槽21。而所述PCB外电路板22b开设有通槽(图未示)，所述通槽贯穿所述PCB外电路板22b，所述恒温槽21安装于所述通槽中，并使所述针脚214、加热元件(图未示)与所述PCB外电路板22b电连接。
以上结合最佳实施例对本发明进行了描述，但本发明并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本发明的本质进行的修改、等效组合。

Claims (5)

1.一种提升恒温晶振温度稳定度的恒温晶体振荡器，其特征在于包括恒温槽、槽盖及PCB电路板，所述PCB电路板包括晶体振荡电路、控温电路和供电电路，所述恒温槽的顶部设有开槽，所述恒温槽的底部或侧壁穿设有若干针脚以与外部实现电连接，所述PCB板通过所述开槽容置于所述恒温槽的内腔与所述针脚电连接，并用所述槽盖盖住所述开槽以密封所述恒温槽，其特征在于：所述恒温槽的内壁设有防辐射层。
2.如权利要求1所述的恒温晶体振荡器，其特征在于，将所述槽盖盖住所述开槽以对所述恒温槽进行密封前，先对所述恒温槽的内腔进行抽真空。
3.如权利要求1所述的恒温晶体振荡器，其特征在于，所述穿设于所述恒温槽底部或侧壁的若干针脚的穿入所述恒温槽内的一端与所述PCB电路板电连接，穿出所述恒温槽外的另一端与外部电路电连接。
4.如权利要求1所述的恒温晶体振荡器，其特征在于，所述晶体振荡电路包括晶体起振电路和选频电路。
5.如权利要求1所述的恒温晶体振荡器，其特征在于，所述PCB电路板包括PCB内电路板和PCB外电路板，所述PCB内部电路板设置于所述恒温槽中且通过所述阵脚与所述PCB外部电路板电连接，所述晶体振荡电路封装于所述PCB内电路板中，所述控温电路及所述供电电路封装于所述PCB外电路板中。
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