CN103346750B - 基于恒温控制的高耐振晶体振荡器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于恒温控制的高耐振晶体振荡器，属于电子领域。本发明包括金属屏蔽外壳、固定在金属屏蔽外壳内的隔振器以及设置在隔振器上的振荡系统，其中该振荡系统与金属屏蔽外壳电连接。通过以上设置，本发明克服了现有的晶体振荡器无法满足在体积较小的情况下耐振性能同时达到要求的缺陷，本发明不仅体积小、结构简单，同时其耐振性强，适合推广使用。

Description

基于恒温控制的高耐振晶体振荡器

技术领域

本发明涉及一种晶体振荡器，具体地说，涉及基于恒温控制的高耐振晶体振荡器。

背景技术

晶体谐振器是指用石英材料做成的石英晶体谐振器，由于晶体谐振器具有压电效应和逆压电效应，因此在晶体谐振器的两个电极之间施加一定的电压，会引起晶体谐振器的振荡，而由于晶体谐振器本身的材质所决定的物理特性，使晶体谐振器具有稳频性能良好的特点，广泛应用于各种电子产品中。

而根据晶体谐振器的压电效应制成了晶体振荡器，晶体振荡器是在晶体谐振器的基础上添加IC组成振荡电路的晶体元件，晶体振荡器被广泛应用于各类电子电路中，或用于产生时钟信号和提供基准信号。晶体振荡器对机械振动十分敏感，而机械振动不仅使晶体振荡器在振动环境应用时性能恶化，严重时还会造成石英晶片的破裂，导致晶体振荡器彻底失效。

随着电子设备小型化的发展，整机减振的设备自身取消了庞大的减振装置，转而要求晶体振荡器本身具有更高的耐振性，然而现有的晶体振荡器由于自身的耐振性远远达不到要求而无法满足实际应用，因此使晶体振荡器更加耐振则成为现阶段亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供基于恒温控制的高耐振晶体振荡器，克服现有的晶体振荡器无法满足在体积较小的情况下耐振性能同时达到要求的缺陷。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

基于恒温控制的高耐振晶体振荡器，包括金属屏蔽外壳、固定在金属屏蔽外壳内的隔振器以及设置在隔振器上的振荡系统，其中该振荡系统与金属屏蔽外壳电连接。

本发明为了实现产生振荡频率信号的功能，所述振荡系统由振荡模块、对振荡模块产生的振荡频率信号进行放大的隔离放大电路以及与隔离放大电路输出端相连的滤波电路组成，所述振荡模块由晶体谐振器和辅助晶体谐振器产生振荡频率信号的振荡电路构成，其中，振荡电路与隔离放大电路连接。

为了实现准确控温，所述振荡系统还包括对振荡模块进行恒温控制的恒温模块，该恒温模块与振荡模块通过热耦合连接。

作为一种优选，所述恒温模块包括与晶体谐振器热耦合连接的温度传感电路，与温度传感电路相连的恒温控制电路，其中该恒温控制电路也与温度传感电路热耦合连接。

为了提高本发明中振荡系统的耐振性，所述隔振器包括呈圆柱形套筒状的固定块以及为铜质铣制件的连接块，其中该连接块的中间带空心圈且被固定块套住，并通过由阻尼材料制成的减振丝与固定块相连。

进一步的，所述振荡系统安装在线路板上组成电路板，该电路板螺装在连接块上，晶体谐振器内嵌于连接块的空心圈内。

为了更好地实现二级隔振的作用，所述隔振器与金属屏蔽外壳之间填充有隔振缓冲物。

作为一种优选，所述隔振缓冲物为耐高温软聚氨酯泡沫塑料。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

（1）本发明结构简单，成本低廉，适合推广使用。

（2）本发明通过设置晶体谐振器和振荡模块产生振荡频率信号，而由于该晶体谐振器和振荡模块均设置在金属屏蔽外壳内，因此其产生频率信号的过程中不会受到外界任何干扰，同时该金属屏蔽外壳还能够起到减少振动，封闭隔振器使其发挥更好功能的作用，一举两得，具有突出的实质性特点和显著的进步。

（3）本发明还能够通过隔离放大电路和滤波电路对晶体谐振器和振荡模块共同作用下产生的频率信号进行放大和滤波，由于隔离放大电路和滤波电路均属于振荡系统，因此整个振荡系统可焊接在电路板上，减小整个振荡系统的体积。

（4）本发明通过隔振器进行隔振，而该隔振器包括固定块、连接块和阻尼材料制成的减振丝，该固定块为套筒状，内部空心用于嵌入连接块，并通过减振丝与连接块相连，且将晶体谐振器放在连接块内腔，不仅能够限制晶体振荡器的高度，同时能够起到节约空间和减振的作用。

（5）本发明的振荡系统还包括进行恒温控制的恒温模块，该恒温模块通过温度传感电路和恒温控制电路对振荡系统进行恒温控制，能够在防振的同时改善晶体振荡器的性能。

（6）本发明还在隔振器和金属屏蔽外壳之间填入了隔振材料，进一步提高了减振的效果。

附图说明

图1为本发明的原理框图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。

实施例

基于恒温控制的高耐振晶体振荡器，包括用于发出振荡频率信号的振荡系统，其中为了给该振荡系统具有高耐振性从而发出的振荡频率更加规律，该振荡系统设置在隔振器上，且隔振器外壳还设置有用于屏蔽外界电磁感应的金属屏蔽外壳。

将该振荡系统安装在电路板上，其中该振荡系统包括：

晶体谐振器，该晶体谐振器即为石英材料做成的石英晶体谐振器，用于产生频率信号；

振荡电路，该振荡电路辅助晶体谐振器工作，组成振荡系统，该振荡系统产生一定频率的振荡信号，完成振荡功能；

其中晶体谐振器与振荡电路组成振荡模块。

振荡模块为高精度的器件，因此无论是对制造要求还是环境要求都是非常高的，而由于振荡模块产生的频率受到温度的影响非常大，因此对于振荡模块的温度控制是非常重要的一部分，本实施例中特地在振荡模块上添加了一个恒温模块，用于对振荡模块进行温度控制从而使频率信号在偏离允许值内不超出范围。

该恒温模块包括温度传感电路和恒温控制电路，其中温度传感电路设置在振荡模块上，用于感知振荡模块上的实时温度；同时恒温控制电路也设置在振荡模块上，对振荡模块的温度进行调节，为了更好地调节振荡模块的温度，该温度传感电路设置在靠近振荡模块的位置，用于感知振荡模块的温度，同时恒温控制电路也设置在靠近振荡模块的位置，实现与振荡模块的热耦合连接，从而对振荡模块的温度进行控制。

所述振荡系统还包括与晶体谐振器输出端相连的隔离放大电路，与隔离放大电路输出端相连的滤波电路，用于对晶体谐振器产生的频率信号进行滤波和放大，这样在滤波电路的输出端输出的频率信号则是非常稳定、纯净的信号。

为了更好地说明振荡模块与恒温模块的功能，该恒温模块和振荡模块均固定在一个线路板上，组成电路板。

如图1所示，本发明中最重要的一部分为隔振器，该隔振器包括连接块、固定块和由阻尼材料制成的减振丝，连接块和固定块均为铜质铣制件，其中连接块中间带空心圈，晶体谐振器处于连接块中间的空心圈，用于降低振荡系统的高度，且固定块为圆柱形套筒状，套住连接块，固定块内部缠绕有减振丝，缓冲固定块与连接块之间的摩擦，从而起到缓冲减振的作用。

其中恒温模块和隔振器相辅相成，互相作用，恒温模块用于恒定振荡模块温度提高频率信号精度，隔振器做减振处理，可大大减小机械振动，防止振荡模块出现频率信号不稳定，减少寿命甚至石英晶体谐振器破裂的情况发生。

在该隔振器外设置有一个金属屏蔽外壳，隔离外界电磁场对内部的隔振器和电路板的影响。

作为二级隔振处理，在隔振器和金属屏蔽外壳之间填充有耐高温软聚氨酯泡沫塑料，这样本发明便能够很好地达到隔振的作用。

按照上述实施例，便可很好的实现本发明。

Claims (4)

1.基于恒温控制的高耐振晶体振荡器，其特征在于，包括金属屏蔽外壳、固定在金属屏蔽外壳内的隔振器以及设置在隔振器上的振荡系统，其中该振荡系统与金属屏蔽外壳电连接；所述隔振器包括呈圆柱形套筒状的固定块以及为铜质铣制件的连接块，其中该连接块中间带空心圈且被固定块套住，并通过由阻尼材料制成的减振丝与固定块相连；所述振荡系统安装在线路板上组成电路板，该电路板螺装在连接块上，晶体谐振器内嵌于连接块的空心圈内；所述振荡系统还包括对振荡模块进行恒温控制的恒温模块，该恒温模块与振荡模块通过热耦合连接；所述恒温模块包括与晶体谐振器热耦合连接的温度传感电路，与温度传感电路相连的恒温控制电路，其中该恒温控制电路也与温度传感电路热耦合连接。

2.根据权利要求1所述的基于恒温控制的高耐振晶体振荡器，其特征在于，所述振荡系统由振荡模块、对振荡模块产生的振荡频率信号进行放大的隔离放大电路以及与隔离放大电路输出端相连的滤波电路组成，所述振荡模块由晶体谐振器和辅助晶体谐振器产生振荡频率信号的振荡电路构成，其中，振荡电路与隔离放大电路连接。

3.根据权利要求2所述的基于恒温控制的高耐振晶体振荡器，其特征在于，所述隔振器与金属屏蔽外壳之间填充有隔振缓冲物。

4.根据权利要求3所述的基于恒温控制的高耐振晶体振荡器，其特征在于，所述隔振缓冲物为耐高温软聚氨酯泡沫塑料。