CN103117704B - 双槽恒温晶体振荡器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种双槽恒温晶体振荡器，包括外电路板、内电路板、外加热槽、外发热器件以及晶体，所述外加热槽设置于所述外电路板上，所述外加热槽外围、所述外电路板上设置所述外发热器件，所述外加热槽内并平行于所述外电路板设置所述内电路板，所述内电路板通过引针与所述外电路板电连接，所述内电路板远离所述外电路板的一侧设置所述晶体，所述晶体外围缠绕发热丝，缠绕的发热丝内部空间与内电路板形成容纳晶体的内加热槽，缠绕的发热丝形成内发热器件。通过在晶体外围缠绕发热丝，不仅可以减少晶体和内电路板在外加热槽内的占用面积，还能缩小整个晶体振荡器的加热面积，使加热效率大大提高，进一步的使装置的稳定速度也加快。

Description

双槽恒温晶体振荡器

技术领域

本发明涉及晶体振荡器，尤其涉及一种体积小、低功耗、高稳定的双槽恒温晶体振荡器。

背景技术

晶体振荡器即石英晶体振荡器，其是一种高精度和高稳定度的振荡器，被广泛应用于彩电、计算机、遥控器等各类振荡电路中，以及通信系统中用于频率发生器，为数据处理设备产生时钟信号和为特定系统提供基准信号。国际电工委员会（IEC）将石英晶体振荡器分为4类：普通晶体振荡（SPXO），电压控制式晶体振荡器（VCXO），温度补偿式晶体振荡（TCXO），恒温控制式晶体振荡（OCXO）。目前发展中的还有数字补偿式晶体损振荡（DCXO）微机补偿晶体振荡器（MCXO）等等。

晶体振荡器也分为无源晶振和有源晶振两种类型。无源晶振与有源晶振（谐振）的英文名称不同，无源晶振为crystal（晶体），而有源晶振则叫做oscillator（振荡器）。无源晶振需要借助于时钟电路才能产生振荡信号，自身无法振荡起来，所以“无源晶振”这个说法并不准确；有源晶振是一个完整的谐振振荡器。石英晶体振荡器与石英晶体谐振器都是提供稳定电路频率的一种电子器件。石英晶体振荡器是利用石英晶体的压电效应来起振，而石英晶体谐振器是利用石英晶体和内置IC共同作用来工作的。振荡器直接应用于电路中，谐振器工作时一般需要提供3.3V电压来维持工作。振荡器比谐振器多了一个重要技术参数：谐振电阻（RR），谐振器没有电阻要求。

目前，业内常用的双槽晶体振荡器有以下两种：

一、双密闭金属腔体型双槽恒温控制晶体振荡器

如图1所示，此晶体振荡器包括内电路板10、外电路板20、晶体30、内槽40、外槽50、内加热管60以及外加热管70，外电路板20上设置外槽50，在外槽50外围、外电路板20上设置外加热管70，在外槽50内且平行于外电路板20设置内电路板10，内电路板10采用引针与该外电路板20电连接，在内电路板10远离外电路板20的一侧设置内槽40，在内槽40外围、内电路板10上设置内加热管60，在内槽40内、内电路板10上固定设置晶体30。

此晶体振荡器不仅体积大，其目前能加工的最小尺寸(长×宽×高)为50.8mm×50.8mm×16mm,其加热面积也很大，因为晶体30与内槽40以及外槽50之间还具较大的空间，使得内加热管60和外加热管70在加热过程中，热量需要一定时间才能传递到晶体30上，由于整个晶体振荡器的体积较大，热量还容易散失，致使整个晶体振荡器的功耗加大，即能源消耗量增大。

二、单密闭金属腔体型双槽恒温控制晶体振荡器

如图2所示，此晶体振荡器包括内电路板100、外电路板200、晶体300、加热槽400、内加热管500以及外加热管600，外电路板200上设置加热槽400，在加热槽400外围、外电路板200上设置外加热管600，在加热槽400内且平行于外电路板200设置内电路板100，内电路板100采用引针与该外电路板200电连接，在内电路板100远离外电路板200的一侧固定设置晶体300，在晶体300一侧、内电路板100上设置内加热管500。

此晶体振荡器虽然比双密闭金属腔体型双槽恒温控制晶体振荡器的体积略小，但是其加热面积也很大，因为晶体300的一侧设置内加热管500，然后晶体300和内加热管500全部密封设置在加热槽400内，加热槽400需要有较大的体积才能容纳晶体300和内加热管500，而且内加热管500和外加热管600在加热过程中，热量需要一定时间才能传递到晶体300上，由于整个晶体振荡器的体积较大，热量还容易散失，致使整个晶体振荡器的功耗加大，即能源消耗量增大。

纵观现有技术的双槽恒温晶体振荡器，其存在共同的缺陷，即，体积大，加热功率大，功耗大，稳定速度慢。

发明内容

本发明的一个目的，在于提供一种双槽恒温晶体振荡器，其具有体积小，加热面积小，加热功率小，功耗小，稳定速度快的优点。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种双槽恒温晶体振荡器，包括外电路板、内电路板、外加热槽、外发热器件以及晶体，所述外加热槽设置于所述外电路板上，所述外加热槽外围、所述外电路板上设置所述外发热器件，所述外加热槽内并平行于所述外电路板设置所述内电路板，所述内电路板通过引针与所述外电路板电连接，所述内电路板远离所述外电路板的一侧设置所述晶体，所述晶体外围缠绕用于加热所述晶体的发热丝，所述缠绕的发热丝内部的空间与所述内电路板形成容纳所述晶体的内加热槽，所述缠绕的发热丝形成内发热器件。

作为双槽恒温晶体振荡器的一种优选方案，所述晶体外围至少缠绕一圈所述加热丝。发热丝的缠绕圈数越多，可以使晶体被加热的速度越快，热损耗越小，但是发热丝的缠绕圈数也不是越多越好，要根据实际的晶体大小以及需要来确定其最佳的缠绕圈数。

作为双槽恒温晶体振荡器的一种优选方案，所述晶体外围缠绕四圈所述加热丝。

作为双槽恒温晶体振荡器的一种优选方案，所述晶体外围至所述内电路板边缘的距离小于或者等于所述内电路板的厚度的两倍。采用此种设计是为了使内电路板的尺寸尽可能的缩小到与晶体的尺寸相配合，并为缩小整个双槽恒温晶体振荡器做准备。

作为双槽恒温晶体振荡器的一种优选方案，所述内电路板边缘至所述外加热槽内壁的距离小于或者等于所述内电路板的厚度。采用此种设计是为了使外加热槽的尺寸尽可能的缩小到与内电路板的尺寸相配合，也是为缩小整个双槽恒温晶体振荡器做准备。

作为双槽恒温晶体振荡器的一种优选方案，所述晶体为圆柱形、方形或者异形，对应的所述内电路板为圆形板、方形板或者异形板，所述外加热槽为圆形槽、方形槽或者异形槽。

作为双槽恒温晶体振荡器的一种优选方案，所述外加热槽采用金属制成。

优选的，所述外加热槽采用铜制成。

作为双槽恒温晶体振荡器的一种优选方案，所述外发热器件为加热管。

作为双槽恒温晶体振荡器的一种优选方案，所述外发热器件为MOS管、单三极管、达林顿管中的任意一种。

其中，MOS管是金属(metal)—氧化物(oxid)—半导体(semiconductor)场效应晶体管，或者称是金属—绝缘体(insulator)—半导体。MOS管的source和drain是可以对调的，他们都是在P型backgate中形成的N型区。在多数情况下，这个两个区是一样的，即使两端对调也不会影响器件的性能。这样的器件被认为是对称的。MOS管与二极管和三极管不同，二极管只能通过正向电流，反向截止，不能控制，三极管通俗讲就是小电流放大成受控的大电流，MOS管是小电压控制电流的，MOS管的输入电阻极大，兆欧级的，容易驱动，但是价格比三极管要高，一般适用于需要小电压控制大电流的情况，电磁炉里一般就是用的20A或者25A的场效应管。

单三极管即单极性三极管，其只有一种载流子导电（空穴或者电子），它是一种电压控制器件，即用输入电压控制输出电流。单极性三极管（场效应管）有两种类型：第一种，结型场效应管IFET；第二种，绝缘栅场效应管IGFET。

达林顿管是一重复合三极管，他将两个三极管串联，第一个管子的发射极接第2个管子的基极，所以达林顿管的放大倍数是两个三极管放大倍数的乘积。所以它的特点是放大倍数非常高，达林顿管的作用一般是在高灵敏的放大电路中放大非常微小的信号。

对比现有技术，本发明的有益效果为：通过在晶体外围缠绕发热丝，不仅可以减少晶体和内电路板在外加热槽内的占用面积，还能缩小整个双槽晶体振荡器的加热面积，使加热效率大大加快，进一步的使装置的稳定速度也加快；将内电路板的尺寸尽量缩小到与晶体的尺寸配合，以及将外加热槽的尺寸缩小到与内电路板的尺寸配合，是为了缩小外加热槽与晶体之间的空间，进一步的缩小整个双槽恒温晶体振荡器的体积，并且晶体与外加热槽之间的空间缩小，使得加热面积缩小，散热速度减慢，达到低功耗、高稳定的目的。

附图说明

图1为现有的双密闭金属腔体型双槽恒温控制晶体振荡器的结构示意图；

图2为现有的单密闭金属腔体型双槽恒温控制晶体振荡器的结构示意图；

图3为本实施例所述的双槽恒温晶体振荡器的结构示意图。

图1中：

10、内电路板；20、外电路板；30、晶体；40、内槽；50、外槽；60、内加热管；70、外加热管。

图2中：

100、内电路板；200、外电路板；300、晶体；400、加热槽；500、内加热管；600、外加热管。

图3中：

1、内电路板；2、外电路板；3、晶体；4、外加热槽；5、外发热器件；6、发热丝。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如图3所示，此实施例中的双槽恒温晶体振荡器，包括外电路板2、内电路板1、外加热槽4、外发热器件5以及晶体3，外加热槽4设置于外电路板2上，外加热槽4外围、外电路板2上设置外发热器件5，外加热槽4内并平行于外电路板2设置内电路板1，内电路板1通过引针与外电路板2电连接，内电路板1远离外电路板2的一侧设置晶体3，晶体3外围缠绕用于加热晶体3的发热丝6，缠绕的发热丝6内部的空间与内电路板1形成容纳晶体3的内加热槽，缠绕的发热丝6形成内发热器件。

在本实施例中，晶体3为圆柱形，对应的内电路板1为圆形板，外加热槽4为圆形槽，并且在晶体3外围缠绕有四圈加热丝6。

外加热槽4采用金属制成，在本实施例中，外加热槽4可以选用铜制成。

外发热器件5选用MOS管。

晶体3外围至内电路板1边缘的距离等于内电路板1的厚度的两倍，内电路板1边缘至外加热槽4内壁的距离等于内电路板1的厚度，内电路板1与外电路板2之间的距离等于内电路板1的厚度的两倍。

在本实施例中，此晶体振荡器的加工尺寸(长×宽×高)为36mm×27mm×13mm,其加工的尺寸小于目前常用的双密闭金属腔体型双槽恒温控制晶体振荡器的最小加工尺寸，这样不仅可以是晶体振荡器的材料成本降低，还可以使得含有此晶体振荡器的电器更加小型化、轻便化。

当然，晶体3外围至内电路板1边缘的距离不限于上述实施例所述的等于内电路板1的厚度的两倍，还可以小于内电路板1的厚度的两倍。

而内电路板1边缘至外加热槽4内壁的距离也不限于上述实施例所述的等于内电路板1的厚度，还可以小于内电路板1的厚度。

同样，内电路板1与外电路板2之间的距离也不限于上述实施例所述的等于内电路板1的厚度的两倍，还可以小于内电路板1的厚度的两倍。

晶体3不限于上述实施例所述的圆柱形，还可以为方形或者异形。

对应的内电路板也不限于上述实施例所述的圆形板，还可以为方形板或者异形板。

外加热槽也不限于上述实施例所述的圆形槽，还可以为方形槽或者异形槽。

外加热槽不限于采用上述实施例所述的铜制成，还可以采用不锈钢等金属材料制成。

外发热器件不限于采用上述实施例所述的MOS管，还可以采用单三极管或者达林顿管。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种双槽恒温晶体振荡器，包括外电路板、内电路板、外加热槽、外发热器件以及晶体，所述外加热槽设置于所述外电路板上，所述外加热槽外围、所述外电路板上设置所述外发热器件，所述外加热槽内并平行于所述外电路板设置所述内电路板，所述内电路板通过引针与所述外电路板电连接，所述内电路板远离所述外电路板的一侧设置所述晶体，其特征在于，所述晶体外围缠绕用于加热所述晶体的发热丝，所述缠绕的发热丝内部的空间与所述内电路板形成容纳所述晶体的内加热槽，所述缠绕的发热丝形成内发热器件，所述晶体外围至所述内电路板边缘的距离小于或者等于所述内电路板的厚度的两倍，所述内电路板边缘至所述外加热槽内壁的距离小于或者等于所述内电路板的厚度。

2.根据权利要求1所述的双槽恒温晶体振荡器，其特征在于，所述晶体外围至少缠绕一圈所述加热丝。

3.根据权利要求2所述的双槽恒温晶体振荡器，其特征在于，所述晶体外围缠绕四圈所述加热丝。

4.根据权利要求1至3任一所述的双槽恒温晶体振荡器，其特征在于，所述晶体为圆柱形、方形或者异形，对应的所述内电路板为圆形板、方形板或者异形板，所述外加热槽为圆形槽、方形槽或者异形槽。

5.根据权利要求1至3任一所述的双槽恒温晶体振荡器，其特征在于，所述外加热槽采用金属制成。

6.根据权利要求1至3任一所述的双槽恒温晶体振荡器，其特征在于，所述外发热器件为加热管。

7.根据权利要求6所述的双槽恒温晶体振荡器，其特征在于，所述外发热器件为MOS管、单三极管、达林顿管中的任意一种。