CN104467675B - 一种可调压电振荡器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可调压电振荡器，包括两个上下连接的封装结构，分别为内设有压电震动元件的第一封装结构和内设有振荡电路的第二封装结构，所述第二封装结构一侧还连接了第三封装结构，所述第三封装结构内设有用于调整压电振荡器目标参数的调整电路。本发明具有更好的适应性、灵活性，能够提高厂家满足同时生产不同规格需求的压电振荡器的速度，因可使用高度规格一致化的相同原材料，避免了库存浪费，降低了生产成本，减少了研发和生产时间，整体结构简单。

Description

一种可调压电振荡器

技术领域

本发明涉及振荡器领域，尤其涉及一种可调压电振荡器。

背景技术

压电振荡器，一般包括压电震动元件和具有用于使该压电震动元件振荡的振荡电路元件的振荡电路，为了避免将两种元件一起封装于同一封装结构内造成种种不适应，如其中一元件损坏造成整个振荡器不能修复使用，现有的压电振荡器一般将它们收容于各个封装容器内，并加以固定。

而这种压电振荡器生产后一般其目标参数如频率、振幅或电压等都是不可改变的，但压电振荡器安装进电路板后，如果原压电振荡器规格不满足需求，则需要对目标参数如频率进行调整变化。现有技术一般是在电路板上也即压电振荡器外设置多一个调整电路或重新设计产品。但是由于电路板上存在多种元器件，它们会对增加的调整电路产生影响，使得每个进行压电振荡器频率调整的调整电路不能完全做到一致，操作比较复杂麻烦。

有时候厂家为了满足市场需求量会大量生产，但面对客户的不同量度需求，厂家大批量生产会受上述问题限制，如果按照原技术大批量生产一个规格的压电振荡器或者几个规格的压电振荡器有时还是满足不了客户需求，也可能造成过多的压电振荡器浪费，而且调整目标参数的成本过高，增加生产成本，影响了供货时间，这种现有技术只适合用于订单生产，使得厂家处于被动性，无订单时处于停产状态，浪费资源。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种可调压电振荡器，它能够改变原有压电振荡器的目标参数，利用第三封装结构调整出压电振荡器不同的目标参数，具有更好的适应性，能够满足不同的市场需求。

本发明采用的技术方案如下：

一种可调压电振荡器，包括两个上下连接的封装结构，分别为内设有压电震动元件的第一封装结构和内设有振荡电路的第二封装结构，所述第二封装结构一侧还连接了第三封装结构，所述第三封装结构内设有用于调整压电振荡器目标参数的调整电路。

原有的压电振荡器一般只有两个封装结构，分别为第一封装结构和第二封装结构，本发明中，通过在原压电振荡器上设置多一个新的封装结构，也即第三封装结构，并在该封装结构里面内置与第二封装结构电连接的调整电路，该调整电路根据实际市场需求进行设置，通过它与第二封装结构电连接结合使得整个压电振荡器可调，这种结构设置具有更好的适应性，能够提高厂家满足不同规格需求的压电振荡器的生产速度，也避免了浪费，降低了成本。

这里举例说明方便理解：如原生产出来的压电振荡器所要调整的目标参数假定为频率，原固有频率为20MHZ，而实际实时频率要求为10MHZ，则本发明在原压电振荡器上设置内设有调整电路的第三封装结构进行降频，使压电振荡器频率降为10MHZ，如果实时频率要求为30MHZ，则设置第三封装结构的调整电路进行升频补偿；同理，如果目标参数为电压，原压电振荡器固有电压为5V，实时电压要求为3V，则通过本发明的第三封装结构中的调整电路进行降压以使产品能适应改变后的需求。

如背景技术中提及到现有技术中很多产家有时为了满足市场需求，只能采用外接调整电路或者重新设计产品来实现目标参数改变，而调整电路往往由于受电路板其它元器件影响，不能做到只是简单跟原压电振荡器的振荡电路那样利用多个不同电路串联或并联这种拼凑结构就可以实现的，调整电路中可能需要设置其他元器件，举例如现有技术中原压电振荡器的频率为10MHz，实际需要为20MHz，则现有技术是在电路板上安装调整电路去跟压电振荡器整合形成20MHz，但该调整电路不会仅仅是串联或并联多一个像原压电振荡器的振荡电路那样就可以的了，由于要考虑其它元器件影响，在调整电路中可能需要连接多一些电阻电容。这种原有压电振荡器结构改变目标参数需要结合外部调整的设置方式比较复杂麻烦，造成生产成本和供货时间增加，且增加了产品的不一致性风险。

而本发明这种压电振荡器为集成结构，整体结构框架会比较精细，具有封装结构，不受外界影响，生产成本低，很适合厂家批量生产且保证产品的一致性。无论哪种规格的产品，只要外形尺寸一致，即可互相之间享用同样的原材料和产品（大部分）生产过程，且此设计要求各原材料为模块化设计，降低了耦合性，减少了因为原材料的更换或生产过程的更换带来的产品不可靠性的影响，降低了综合成本，因没有重复的研发和原材料准备过程也减少了出货时间。

这里需要说明的是，本发明涉及的振荡电路和调整电路都是本领域技术人员根据实际市场需求进行设计的，本发明的技术点主要在于对原有的振荡器结构进行改进。

优选地，所述第三封装结构与第二封装结构并排设置于第一封装结构下方。

上述为本发明的一种较优地设置方式，但并不局限于此，本发明也可以采用第三封装结构还设于第一封装结构一侧这种设置方式，凡是利用在原有振荡器设置新的封装结构来改变原有目标参数或其它参数的结构位置设置都是本发明所要涵盖表述的。

基于第三封装结构与第二封装结构并排设置于第一封装结构下方，本发明中提供了可调压电振荡器的两种结构设置方式，第一种如下：

具体地，所述第一封装结构包括盖体、与盖体连接且开口向上的第一支撑基体，所述第一支撑基体底部内壁通过粘合剂安装有压电震动元件，所述第一支撑基体的底部嵌有与压电震动元件电连接的第一连接部，所述第一连接部包括与压电震动元件电连接的第一封装结构内部端子和外露在第一支撑基体外表面的第一封装结构外部端子，所述第一封装结构外部端子与第二封装结构电连接；

所述第二封装结构包括开口向上的第二支撑基体，所述第二支撑基体底部内设有包括振荡元件的振荡电路，所述第二封装结构内填充有用于保护固定振荡电路的树脂材料保护层，所述第二支撑基体嵌有第二连接部，所述第二连接部包括与第一封装结构电连接的第二封装结构内部端子I、与振荡电路电连接的第二封装结构内部端子II和外露在第二支撑基体底部外表面的第二封装结构外部端子I、与第一封装结构、第三封装结构电连接的第二封装结构外部端子II；

所述第一封装结构外部端子通过由金属材料构成的间隔部件与第二封装结构外部端子I电连接。

本发明中，通过第一封装结构的第一连接部实现压电震动元件与第二封装结构的振荡电路电连接；振荡电路通过第二封装结构外部端子I接入外部电路，通过第二封装结构内部端子I与第一封装结构中的压电震动元件进行电连接；当压电振荡器不改变规格时，第二封装结构外部端子II与第一封装结构的另一外部端子电连接构成回路；当要改变原有压电振荡器规格时，振荡电路通过第二封装结构外部端子II还与接入第三封装结构中的调整电路进行电连接。

具体地，所述第三封装结构开口与第二封装结构开口相反，包括与第二封装结构的第二支撑基体朝向相反的第三支撑基体，所述第三支撑基体内设有用于调整压电振荡器固有目标参数的调整电路，所述第三支撑基体嵌有第三连接部，所述第三连接部包括与调整电路电连接的第三封装结构内部端子和外露在树脂材料保护层外表面的第三封装结构外部端子，所述第三封装结构内部端子与第二封装结构的第二封装结构外部端子II电连接。

所述第三封装结构还设有用于保护固定调整电路的树脂材料保护层。

本发明中，第三封装结构这种结构设置是为了满足市场需求，通过在原有压电振荡器上增加新的调整电路而不需要破坏原有压电振荡器的封装结构，只需要将调整电路与第二封装结构的第二外部端子II电连接就可以集成一体了，然后再填充树脂材料层就可以满足市场要求的规格了。这种结构灵活性强、适应性强，而且工序简便，整体结构简单。

所述第二封装结构外部端子II延伸至第三封装结构的第三支撑基体，包括与第三封装结构内部端子电连接的内接段和覆盖在第三封装结构的第三支撑基体外表面的外接段，用于与第一封装结构电连接。

本发明中，第二封装结构外部端子II这种内接段和外接段的结构设置一方面可以与第三封装结构的调整电路电连接，另一方面也是还要与第一封装结构电连接，实现双重功能。

本发明中，在第一种结构中对第二封装结构与第三封装结构连接后的形状有如下两种优选设置：

优选一为所述第二封装结构与第三封装结构并排设置，且所述第二封装结构与第三封装结构连接后的横向尺寸与第一封装结构相同。

本发明中，该结构整体形状就是第二封装结构和第三封装结构构成的整体与第一封装结构整体尺寸吻合，外形看上去就是两个大封装结构的叠合，外观比较好看。

优选二为所述第二封装结构与第三封装结构并排设置，且所述第二封装结构与第三封装结构连接后的横向尺寸大于第一封装结构。

本发明中，优选二是另一种比较具备良好适应性的结构设置。

第二种设置如下：

一种可调压电振荡器，所述第一封装结构包括盖体、容器壳体、与容器壳体形成腔体的第一支撑基体，所述第一支撑基体底部内壁通过粘合剂安装有压电震动元件，所述第一支撑基体嵌有与压电震动元件电连接的第一连接部，所述第一连接部包括与压电震动元件电连接的第一封装内部端子I和与第二封装结构、第三封装结构电连接的第一封装内部端子II；所述第二封装结构包括与容器壳体形成腔体的第二支撑基体，所述第二支撑基体底部内设有包括振荡元件的振荡电路，所述第二封装结构内填充有用于保护固定振荡电路的树脂材料保护层，所述第二支撑基体嵌有与振荡电路电连接的第二连接部，所述第二连接部包括与振荡电路电连接的第二封装内部端子I、外露在第二支撑基体外表面的第二封装外部端子和与第一封装结构电连接的第二封装内部端子II。

所述第一封装内部端子II延伸至第二封装结构的第二支撑基体，且与第二封装内部端子II电连接。

所述第三封装结构包括由第一支撑基体和第二支撑基体形成的空腔，所述空腔内设有用于调整晶体振荡器固有目标参数的调整电路，还设有用于保护固定调整电路的树脂材料保护层，所述第三封装结构内设有与第一封装结构电连接的第三连接部，所述第三连接部包括与第一封装结构的第一封装内部端子II电连接的第三封装内部端子，和外露在树脂材料保护层外表面的第三封装外部端子。

所述第二封装结构与第三封装结构并排设置，且所述第二封装结构与第三封装结构连接后的横向尺寸与第一封装结构相同；同理横向尺寸也可大于第一封装结构

该结构形状的工作原理与第一种类似，这里不作详细阐述。

另外，上述所提及的结构重的所述盖体和第一支撑基体的接合处均设有密封圈。

另外，本发明在上述提及的关于第一、第二和第三封装结构位置关系的另一种结构中，所述第三封装结构还设于第一封装结构一侧，而第三封装结构包括了与第二封装结构电连接且用于调整晶体振荡器固有目标参数的调整电路，和用于保护固定调整电路的树脂材料保护层。这里不对第三封装结构作过于详细阐述，其原理同上述所提及的第三封装结构类似。

与现有技术相比，本发明具备的有益效果：整个压电振荡器的结构框架具有更好的适应性、灵活性，能够提高厂家满足同时生产不同规格需求的压电振荡器的速度，因可使用高度规格一致化的相同原材料，避免了库存浪费，降低了生产成本，减少了研发和生产时间，整体结构简单。

附图说明

图1：本发明实施例一结构示意图；

图2：本发明实施例二结构示意图；

图3：本发明实施例三结构示意图；

图4：本发明实施例四结构示意图；

图5：本发明简化示意图；

图6：原始压电振荡器的结构示意图；

图7：本发明实施例五结构示意图一；

图8：本发明实施例五结构示意图二；

图9：本发明实施例六结构示意图一；

图10：本发明实施例六结构示意图二。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述，这里需要说明的是有箭头的标注只是一个大范围、整体的说明，并不代表所指示的部件，如标注1只是代表第一封装结构这个整体，但不是说它指向的部件就是第一封装结构。

实施例一：

如图1所示，一种可调压电振荡器，包括两个上下连接的封装结构，分别为内设有压电震动元件4的第一封装结构1和内设有振荡电路14（未画出）的第二封装结构2，所述第二封装结构2一侧并排设置了第三封装结构3，所述第三封装结构3内设有用于调整压电振荡器目标参数的调整电路15。

其中，第一封装结构1包括盖体9、与盖体9连接且开口向上的第一支撑基体6，所述第一支撑基体6底部内壁通过粘合剂5安装有压电震动元件4，所述第一支撑基体6的底部嵌有与压电震动元件4电连接的第一连接部10，所述第一连接部10包括与压电震动元件4电连接的第一封装结构内部端子12和外露在第一支撑基体6外表面的第一封装结构外部端子11，所述第一封装结构外部端子11通过由金属材料构成的间隔部件13与第二封装结构2电连接。

第二封装结构2包括开口向上的第二支撑基体7，所述第二支撑基体7底部内设有包括振荡元件的振荡电路14，所述第二封装结构2内填充有用于保护固定振荡电路的树脂材料保护层16，所述第二支撑基体2嵌有第二连接部17，所述第二连接部17包括与第一封装结构外部端子11电连接的第二封装结构内部端子I 18、与振荡电路14电连接的第二封装结构内部端子II 19和外露在第二支撑基体7底部外表面的第二封装结构外部端子I 20、与第一封装结构1、第三封装结构3电连接的第二封装结构外部端子II 21。

所述第三封装结构3开口与第二封装结构2开口相反，包括与第二封装结构2的第二支撑基体7朝向相反的第三支撑基体8，所述第三支撑基体8内设有用于调整压电振荡器固有目标参数的调整电路15（未画出），还设有用于保护固定调整电路的树脂材料保护层16，所述第三支撑基体8嵌有第三连接部22，所述第三连接部22包括与调整电路15电连接的第三封装结构内部端子23和外露在树脂材料保护层外表面的第三封装结构外部端子27，所述第三封装结构内部端子23与第二封装结构2的第二封装结构外部端子II 21电连接。

所述第二封装结构外部端子II 21延伸至第三封装结构3的第三支撑基体8，包括与第三封装结构内部端子23电连接的内接段24和覆盖在第三封装结构3的第三支撑基体8外表面的外接段25，用于与第一封装结构1电连接。

所述第二封装结构2与第三封装结构3连接后的横向尺寸与第一封装结构1相同。

所述盖体9和第一支撑基体6的接合处设有密封圈26。

本发明所涉及的目标参数本实施例可设定为频率。

实施例二：

本实施例结构基本同实施例一相同，区别在于所述第二封装结构2与第三封装结构3连接后的横向尺寸大于第一封装结构1，其它标注同实施例一。

实施例三：

如图1所示，一种可调压电振荡器，包括两个上下电连接的封装结构，分别为内设有压电震动元件28的第一封装结构29和内设有振荡电路30的第二封装结构31，所述第二封装结构31一侧还连接了内设有用于调整压电振荡器固有目标参数的调整电路32的第三封装结构33。

所述第一封装结构29包括盖体34、与容器壳体35形成腔体的第一支撑基体36，所述第一支撑基体36底部内壁通过粘合剂37安装有压电震动元件28，所述第一支撑基体36嵌有与压电震动元件28电连接的第一连接部37，所述第一连接部37包括与压电震动元件28电连接的第一封装内部端子I 38和与第二封装结构31、第三封装结构33电连接的第一封装内部端子II 39。

所述第二封装结构31包括与容器壳体35形成腔体的第二支撑基体40，所述第二支撑基体40底部内设有包括振荡元件的振荡电路30，所述第二封装结构31内填充有用于保护固定振荡电路30的树脂材料保护层41，所述第二支撑基体40嵌有与振荡电路30电连接的第二连接部42，所述第二连接部42包括与振荡电路30电连接的第二封装内部端子I 43、外露在第二支撑基体40外表面的第二封装外部端子44和与第一封装结构29电连接的第二封装内部端子II 45。

所述第一封装内部端子II 39延伸至第二封装结构31的第二支撑基体40，且与第二封装内部端子II 45电连接。

所述第三封装结构33包括由第一支撑基体36和第二支撑基体40形成的空腔，所述空腔内设有用于调整晶体振荡器固有目标参数的调整电路32，还设有用于保护固定调整电路的树脂材料保护层41，所述第三封装结构33内设有与第一封装结构电连接的第三连接部46，所述第三连接部46包括与第一封装结构29的第一封装内部端子II 39电连接的第三封装内部端子47，和外露在树脂材料保护层外表面的第三封装外部端子48，其中所述第三封装外部端子48在压电振荡器不改变规格时也用于接入外部电路。

所述第二封装结构31与第三封装结构33并排设置，且所述第二封装结构31与第三封装结构33连接后的横向尺寸与第一封装结构29相同。

所述盖体34和容器壳体35的接合处设有密封圈49。

实施例四：

如图4所示，本实施例一与上述实施例主要区别在于所述第三封装结构52是位于第一封装结构50、第二封装结构51右侧，其它部件结构和连接关系这里不再作详细标注。

实施例五

本实施例就本发明作进一步具体化描述。

如图5所示，本发明所提及的振荡电路为基本振荡电路，压电震动元件为谐振器，调整电路为调整模块，而调整模块根据实际需要可以为频率调整模块，也可以为波形变换调整模块等。

通过谐振器、基本振荡电路和调整模块之间的连接组合来形成可调压电振荡器，谐振器通过连接柱与基本振荡电路连接，基本振荡电路与调整模块连接，通过增加或改变不同的模块电路使原始振荡器的输出特性发生改变，所述输出特性包括幅度、波形的类型、频率值、频率稳定度、功率大小、输出负载的变化、相位噪声、谐波、短期稳定度、中期稳定度和长期稳定度。

在图5中，所述谐振器包括了安装在第一封装结构1内的频率片，封装好的谐振器通过连接柱与基本振荡电路连接，第一封装结构1可以是方形、圆形或异形状等。

所述基本振荡电路安装在第二封装结构2内，此封装结构有多于或等于两个端子与谐振器连接构成晶体振荡器，也即压电振荡器，封装结构通过连接线路使输出信号到调整模块，调整模块可通过连接线路控制基本振荡电路。所述调整模块安装在第三封装结构3内，第三封装结构3与第二封装结构2可以上下结构，也可以是左右结构或异形结构，而本实施例为左右结构。

如图6所示，原始压电振荡器由基本振荡电路1和谐振器2组成，其中基本振荡电路由1个放大器Q1、2个容抗器C1和C2、1个反馈电阻Rf和1个缓冲器Q2连接形成，基本振荡电路引出两电路连接线用于连接谐振器，其振荡频率由谐振器及2个容抗器决定。

现因市场需要，压电振荡器需要特定频率，则调整模块应实现频率转换，在图6所示的原始振荡器基础上对其进行如图7和图8所示的改进，基本振荡电路的输出信号通过连接线路与第三封装结构3内的频率调整模块连接，基本振荡电路通过频率调整模块的调整可输出指定不同的频率值，最终频率由基本振荡电路的输出频率、R值、N值决定。

实施例六

本实施例所涉及的原始压电振荡器与实施例五基本一致，因市场需要，压电振荡器需要特定波形，则调整模块应实现波形转换，在图6所示的原始振荡器基础上对其进行如图9和图10所示的改进，基本振荡电路的输出信号通过连接线路与第三封装结构3的波形变换调整模块连接，基本振荡电路通过波形变换调整模块后可输出指定波形，本实例是变换为一种制定幅度的方波信号，但不限为方波信号，可变换为其他指定幅度的信号，如正弦波，削尖正弦波波形号。

Claims (8)

1.一种可调压电振荡器，包括两个上下连接的封装结构，分别为内设有压电震动元件的第一封装结构和内设有振荡电路的第二封装结构，其特征在于，所述第二封装结构一侧还连接了第三封装结构，所述第三封装结构内设有用于调整压电振荡器目标参数的调整电路；

所述第三封装结构与第二封装结构并排设置于第一封装结构下方；

所述第一封装结构包括盖体、与盖体连接且开口向上的第一支撑基体，所述第一支撑基体底部内壁通过粘合剂安装有压电震动元件，所述第一支撑基体的底部嵌有与压电震动元件电连接的第一连接部，所述第一连接部包括与压电震动元件电连接的第一封装结构内部端子和外露在第一支撑基体外表面的第一封装结构外部端子，所述第一封装结构外部端子与第二封装结构电连接；

所述第二封装结构包括开口向上的第二支撑基体，所述第二支撑基体底部内设有包括振荡元件的振荡电路，所述第二封装结构内填充有用于保护固定振荡电路的树脂材料保护层，所述第二支撑基体嵌有第二连接部，所述第二连接部包括与第一封装结构电连接的第二封装结构内部端子I、与振荡电路电连接的第二封装结构内部端子II和外露在第二支撑基体底部外表面的第二封装结构外部端子I、与第一封装结构、第三封装结构电连接的第二封装结构外部端子II；

所述第一封装结构外部端子通过由金属材料构成的间隔部件与第二封装结构外部端子I电连接。

2.根据权利要求1所述的可调压电振荡器，其特征在于，所述第三封装结构开口与第二封装结构开口相反，包括与第二封装结构的第二支撑基体朝向相反的第三支撑基体，所述第三支撑基体内设有用于调整压电振荡器固有目标参数的调整电路，还设有用于保护固定调整电路的树脂材料保护层，所述第三支撑基体嵌有第三连接部，所述第三连接部包括与调整电路电连接的第三封装结构内部端子和外露在树脂材料保护层外表面的第三封装结构外部端子，所述第三封装结构内部端子与第二封装结构的第二封装结构外部端子II电连接。

3.根据权利要求2所述的可调压电振荡器，其特征在于，所述第二封装结构外部端子II延伸至第三封装结构的第三支撑基体，包括与第三封装结构内部端子电连接的内接段和覆盖在第三封装结构的第三支撑基体外表面的外接段，用于与第一封装结构电连接。

4.一种可调压电振荡器，包括两个上下连接的封装结构，分别为内设有压电震动元件的第一封装结构和内设有振荡电路的第二封装结构，其特征在于，所述第二封装结构一侧还连接了第三封装结构，所述第三封装结构内设有用于调整压电振荡器目标参数的调整电路；

所述第三封装结构与第二封装结构并排设置于第一封装结构下方；

所述第一封装结构包括盖体、容器壳体、与容器壳体形成腔体的第一支撑基体，所述第一支撑基体底部内壁通过粘合剂安装有压电震动元件，所述第一支撑基体嵌有与压电震动元件电连接的第一连接部，所述第一连接部包括与压电震动元件电连接的第一封装内部端子I和与第二封装结构、第三封装结构电连接的第一封装内部端子II；

所述第二封装结构包括与容器壳体形成腔体的第二支撑基体，所述第二支撑基体底部内设有包括振荡元件的振荡电路，所述第二封装结构内填充有用于保护固定振荡电路的树脂材料保护层，所述第二支撑基体嵌有与振荡电路电连接的第二连接部，所述第二连接部包括与振荡电路电连接的第二封装内部端子I、外露在第二支撑基体外表面的第二封装外部端子和与第一封装结构电连接的第二封装内部端子II；

所述第一封装内部端子II延伸至第二封装结构的第二支撑基体，且与第二封装内部端子II电连接。

5.根据权利要求4所述的可调压电振荡器，其特征在于，所述第三封装结构包括由第一支撑基体和第二支撑基体形成的空腔，所述空腔内设有用于调整晶体振荡器固有目标参数的调整电路，所述第三封装结构内设有与第一封装结构电连接的第三连接部，所述第三连接部包括与第一封装结构的第一封装内部端子II电连接的第三封装内部端子，和外露在树脂材料保护层外表面的第三封装外部端子。

6.根据权利要求5所述的可调压电振荡器，其特征在于，所述第三封装结构还设有用于保护固定调整电路的树脂材料保护层。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的可调压电振荡器，其特征在于，所述第三封装结构与第二封装结构连接后的横向尺寸与第一封装结构相同，或大于第一封装结构。

8.根据权利要求1所述的可调压电振荡器，其特征在于，所述第三封装结构还设于第一封装结构一侧，第三封装结构包括了与第二封装结构电连接且用于调整晶体振荡器固有目标参数的调整电路，和用于保护固定调整电路的树脂材料保护层。