CN117375570A - 一种石英晶体谐振器及电路 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种石英晶体谐振器及电路，涉及电子器件技术领域。该石英晶体谐振器，包括：晶片结构；所述晶片结构，包括：相叠加的多层石英晶片，所述石英晶片包括晶片本体以及设于所述晶片本体的表面上的多个晶片电极，任意两层所述石英晶片的晶片本体之间均具有未被所述晶片电极覆盖的区域；任意两个所述晶片电极之间可施加电压，使至少一层所述石英晶片中的所述晶片本体共同振动，以产生对应的频率。本申请实施例解决了受限于单一的工作频率，无法满足多频率输出的需求的技术问题，利于满足多样化应用需求。

Description

一种石英晶体谐振器及电路

技术领域

本申请涉及电子器件技术领域，具体而言，本申请涉及一种石英晶体谐振器及电路。

背景技术

石英晶体谐振器(Quartz Crystal Resonator,QCR)是利用石英晶体的压电效应进行频率控制的一种元件。传统的石英晶体谐振器主要包含单层石英晶体片和一组电极，这些谐振器往往受限于单一的工作频率，结构相对简单，无法满足多频率输出的需求。

发明内容

本申请实施例提供了一种石英晶体谐振器及电路，用于解决受限于单一的工作频率，无法满足多频率输出的需求的技术问题。

根据本申请实施例的一个方面，提供了一种石英晶体谐振器，包括：晶片结构；

所述晶片结构，包括：

相叠加的多层石英晶片，所述石英晶片包括晶片本体以及设于所述晶片本体的表面上的多个晶片电极，任意两层所述石英晶片的晶片本体之间均具有未被所述晶片电极覆盖的区域；

任意两个所述晶片电极之间可施加电压，使至少一层所述石英晶片中的所述晶片本体共同振动，以产生对应的频率。

在一些实施例中，所述石英晶体谐振器，还包括：

陶瓷基座，所述陶瓷基座包括至少一个石英晶片安装部，所述晶片结构嵌于所述石英晶片安装部中；

引脚，所述引脚连接于外部电路与所述晶片结构的晶片电极之间。

在一些实施例中，所述石英晶体谐振器还包括：

第一电极组件，所述第一电极组件与所述晶片结构中的第一晶片电极连接，所述第一晶片电极为位于所述晶片结构中最顶层的晶片电极，且所述第一电极组件连接于所述引脚，用以接收来自所述外部电路的输入信号以及向所述外部电路输出所述石英晶体谐振器的振荡信号；

多个第二电极组件，所述第二电极组件设置于所述陶瓷基座上，每个第二电极组件均分别与所述晶片结构中的一个第二晶片电极连接，所述第二晶片电极为所述晶片结构中除所述第一晶片电极以外的其他晶片电极。

在一些实施例中，所述第二电极组件包含第一导电电极和第二导电电极；

所述石英晶体谐振器，还包括：

接地金属贴片，所述接地金属贴片布设于所述陶瓷基座上，所述接地金属贴片与所述第一导电电极相连接，且所述接地金属贴片连接于地线；

镂空窗口部件，所述镂空窗口部件集成在所述第二导电电极的信号检测端上；

其中，所述第二导电电极的信号输入端连接于所述引脚，用以接收产生于所述外部电路的电压输入信号，所述电压输入信号用于指示向一个或多个所述第二电极组件的第一导电电极与第二导电电极之间施加相应的电压。

在一些实施例中，所述陶瓷基座内设有传感器容纳槽；

所述石英晶体谐振器，还包括：

温度传感器，所述温度传感器位于所述传感器容纳槽中，所述传感器容纳槽与所述石英晶片安装部连通；或，所述温度传感器与所述石英晶片安装部的内壁相接触；

所述温度传感器，用以监测任一石英晶片的温度，并生成相应的温度信号。

在一些实施例中，所述石英晶体谐振器还包括微控制器，所述微控制器与所述温度传感器相连接，且所述微控制器均与所述第一电极组件、所述第二电极组件相连接，用以根据所述温度信号，生成用于控制所述石英晶片所产生的频率的频率控制信号后输出到相应的所述第一电极组件和/或所述第二电极组件；

和/或，所述温度传感器连接于所述引脚，用以将所述温度信号发送到所述外部电路，使得所述外部电路向与所述引脚连接的所述第一电极组件和/或所述第二电极组件发送用于控制所述石英晶片所产生的频率的外部控制信号，所述外部控制信号由所述外部电路响应于所述温度信号后发送。

在一些实施例中，所述石英晶体谐振器，还包括：

能量回收装置，所述能量回收装置连接于所述第一电极组件与所述引脚之间，用以采集在所述石英晶体谐振器工作时所产生的振动能量，并将所述振动能量转化为电能，使得向所述外部电路提供所述电能。

在一些实施例中，所述石英晶体谐振器，还包括：

第一馈电模块，所述第一馈电模块与所述引脚相连接，所述第一馈电模块与所述晶体结构之间具有第一缝隙，所述第一馈电模块通过所述第一缝隙与所述晶体结构耦合连接。

在一些实施例中，所述石英晶体谐振器，还包括：

第二馈电模块，所述第二馈电模块与所述第一馈电模块之间具有第二缝隙，所述第一馈电模块通过所述第二缝隙与所述第二馈电模块耦合连接；所述第二馈电模块与所述晶体结构之间具有第三缝隙，所述第二馈电模块通过所述第三缝隙与所述晶体结构耦合连接。

根据本申请实施例的另一个方面，提供了一种电路，包括：如上述实施例所述的石英晶体谐振器。

相比于现有技术，本申请实施例提供的一种石英晶体谐振器及电路，具有如下技术效果：

通过石英晶体谐振器包括晶片结构，所述晶片结构包括相叠加的多层石英晶片，所述石英晶片包括晶片本体以及设于所述晶片本体的表面上的多个晶片电极，任意两层所述石英晶片的晶片本体之间均具有未被所述晶片电极覆盖的区域，任意两个所述晶片电极之间可施加电压，使至少一层所述石英晶片中的所述晶片本体共同振动，这样利用石英晶片的压电效应产生振荡，且每层石英晶片或多层石英晶片叠加共同产生不同的频率，使得石英晶体谐振器能够输出多个频率，解决了受限于单一的工作频率，无法满足多频率输出的需求的技术问题，利于满足多样化应用需求。同时，每一层晶片本体置于晶片电极之间，保证了每一层石英晶片能够正常工作，提高了石英晶体谐振器的结构稳定性，继而由石英晶片层层叠加所形成的结构节省了空间，减少了成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对本申请实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本申请实施例提供的一种石英晶体谐振器的结构示意图；

图2为本申请一个示例性实施例提供的晶片结构的结构示意图；

图3为本申请一个示例性实施例提供的镂空窗口部件的结构示意图；

图4为本申请另一个示例性实施例提供的镂空窗口部件的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的石英晶体谐振器的结构俯视图。

具体实施方式

下面结合本申请中的附图描述本申请的实施例。应理解，下面结合附图所阐述的实施方式，是用于解释本申请实施例的技术方案的示例性描述，对本申请实施例的技术方案不构成限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本申请实施例所使用的术语“包括”以及“包含”是指相应特征可以实现为所呈现的特征、信息、数据、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除实现为本技术领域所支持其他特征、信息、数据、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合等。应该理解，当我们称一个元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，该一个元件可以直接连接或耦接到另一元件，也可以指该一个元件和另一元件通过中间元件建立连接关系。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的术语“和/或”指示该术语所限定的项目中的至少一个，例如“A和/或B”可以实现为“A”，或者实现为“B”，或者实现为“A和B”。

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

实施例一

图1为本申请实施例提供的一种石英晶体谐振器的结构示意图，以及图2为本申请一个示例性实施例提供的晶片结构的结构示意图，所述石英晶体谐振器，包括：晶片结构10；

所述晶片结构10，包括：

相叠加的多层石英晶片11，所述石英晶片11包括晶片本体111以及设于所述晶片本体111的表面上的多个晶片电极112(例如，上下表面上的两个晶片电极112)，任意两层石英晶片11的晶片本体111之间均具有未被晶片电极112覆盖的区域，任意两个晶片电极112之间可施加电压，使至少一层石英晶片11中的晶片本体111共同振动，以产生对应的频率。

其中，任意两层石英晶片11的晶片本体111之间均具有未被晶片电极112覆盖的区域，指的是，假设晶片结构10包括3层相叠加的石英晶片11，则第一层石英晶片11的晶片本体111和第二层石英晶片11的晶片本体111之间，第二层石英晶片11的晶片本体111和第三层石英晶片11的晶片本体111之间，以及第一层石英晶片11的晶片本体111和第三层石英晶片11的晶片本体111之间，均具有未被晶片电极112(包括第一层石英晶片11、第二层石英晶片11和第三层石英晶片11中的所有晶片电极112)覆盖的区域(图2中空白位置所在区域)。如此设置，可以使得，当任意两个晶片电极112之间施加电压时，电压均可施加到二者之间的一个或多个晶片本体上，使一个或多个晶片本体共同振动，以产生对应的频率，防止因完全覆盖导致的电压被晶片电极完全屏蔽，无法对某些晶片本体产生作用的情况。任意两层石英晶片11的晶片本体111之间均具有未被晶片电极112覆盖的区域可以通过使晶片电极具有预设的镂空图案等方式来实现。

在本申请中，如图1所示，晶片结构10由多层石英晶片11叠加而成，其中石英晶片通常呈矩形或圆形。为了保持结构的稳定性，每一层石英晶片11具有相似的尺寸。优选的，根据具体应用和设计需求，晶片的形状和尺寸可以有所不同，本申请不对此做出限定。

具体的，晶片结构10中位于底层的石英晶片11的作用在于为叠加在其上方的石英晶片11提供支撑，则位于底层的石英晶片11的厚度较大，能够有效提高晶片结构整体的稳定性。其次，晶片结构10中位于中间层及顶层的石英晶片11的厚度小于位于底层的石英晶片的厚度，且位于中间层的石英晶片11与位于顶层的石英晶片11具有相同的厚度。但该石英晶片在功能上是独立的，每一层石英晶片或多层石英晶片叠加共同均能够产生特定的频率，使得石英晶体谐振器能够输出多个频率，实现多频率输出。可选的，位于中间层的石英晶片之间设置有一层非常薄的绝缘材料，以防止相邻的石英晶片之间发生电气干扰。

更具体的，针对任意一层石英晶片11，该石英晶片包含晶片本体111以及设于该晶片本体111表面上的多个晶片电极112，通过设置在每层晶片本体111上晶片电极112，保证了在多层石英晶片11叠加在一起后每一层石英晶片11能够正常工作，提高了石英晶体谐振器在结构以及工作上的稳定性。

示例性的，如图2所示，若设置三层石英晶片11，第二层石英晶片11分别和第一层石英晶片11以及第三层石英晶片12共用之间的晶片电极112，仍能保证每层晶片本体111的表面上设有两个晶片电极112。优选的，每层石英晶片11包含的两个晶片电极112，该晶片电极112设于晶片本体111的两个对应面上。可选的，针对石英晶片11之间的连接方式，每一层石英晶片11之间设有一层粘合剂，以使保持多层石英晶片11的连接，且这层粘合剂不影响石英晶片11的压电效应。当然，也可以使每层石英晶片11包括独立的两个晶片电极112，此时，若设置三层石英晶片11，则对应设置三层晶片本体111和六个晶片电极112。

在一优选实施例中，晶片电极112通过薄膜沉积技术形成于在晶片本体111的表面上。

本实施例提供的石英晶体谐振器，通过石英晶体谐振器包括晶片结构，所述晶片结构包括相叠加的多层石英晶片，所述石英晶片包括晶片本体以及设于所述晶片本体的表面上的多个晶片电极，任意两层所述石英晶片的晶片本体之间均具有未被所述晶片电极覆盖的区域，任意两个所述晶片电极之间可施加电压，使至少一层所述石英晶片中的所述晶片本体共同振动，以产生对应的频率，这样利用石英晶片的压电效应产生振荡，且每层石英晶片产生不同的频率，使得石英晶体谐振器能够输出多个频率，解决了受限于单一的工作频率，无法满足多频率输出的需求的技术问题，利于满足多样化应用需求。同时，每一层晶片本体置于晶片电极之间，保证了每一层石英晶片能够正常工作，提高了石英晶体谐振器的结构稳定性，继而由石英晶片层层叠加所形成的结构节省了空间，减少了成本。

在一些实施例中，参见图1，所述石英晶体谐振器，还包括：

陶瓷基座20，所述陶瓷基座20包括至少一个石英晶片安装部21，所述晶片结构10嵌于所述石英晶片安装部21中；

引脚30，所述引脚30连接于外部电路与所述晶片结构的晶片电极之间。

在本实施例中，引脚30与外部电路相连接，使得接收来自外部电路的输入信号以及向外部电路输出石英晶体谐振器的振荡信号，该输入信号可以是用于控制电压的输入信号，以向石英晶体谐振器提供电压，该振荡信号可以是多个频率的信号。示例性的，如图1所示，引脚30设于陶瓷基座20的侧壁上。

需要说明的是，陶瓷基座20包含多个腔体(如孔、槽、安装位等)，例如至少一个石英晶片安装部21、传感器容纳槽22、用于安装微控制器的控制器安装部等。陶瓷基座20的作用在于支撑和固定晶片结构10及其他相关元件，各腔体在陶瓷基座中的设置以及陶瓷基座的形状设计需要考虑石英谐振器的整体结构和功能要求。具体的，用于安装晶片结构10的石英晶片安装部21，其深度和宽度适配于晶片结构的尺寸。需要说明的是，陶瓷基座中各腔体的深度确保晶片结构、电极组件、温度传感器及其他元件能够完全嵌入其中，避免与外界环境直接接触。可选的，在陶瓷基座内的底部或侧壁上设有电极通道，用以放置电极组件以及与该电极组件连接的导线。因此，本实施例通过设置陶瓷基座，考虑到石英晶体谐振器的整体结构和功能要求，以及与其他组件的集成需求，从而确保石英晶体谐振器的稳定性和长寿命。

在一些实施例中，参见图1，所述石英晶体谐振器还包括：

第一电极组件51，所述第一电极组件51与所述晶片结构10中的第一晶片电极连接，所述第一晶片电极为位于所述晶片结构中最顶层的晶片电极，且所述第一电极组件51连接于所述引脚30，用以接收来自所述外部电路的输入信号以及向所述外部电路输出所述石英晶体谐振器的振荡信号；

多个第二电极组件52，所述第二电极组件52设置于所述陶瓷基座20上，每个第二电极组件52均分别与所述晶片结构10中的一个第二晶片电极连接，所述第二晶片电极为所述晶片结构10中除所述第一晶片电极以外的其他晶片电极。

在本实施例中，第一电极组件51包含两个电极，分别贴合于晶片结构10的顶部(即晶片结构10中位于顶层的石英晶片11的上表面)，并且与所述晶片结构中位于最顶层的第一晶片电极实现连接。第一电极组件51通过引脚30与外部电路实现通信连接，使得接收来自外部电路的输入信号以及向外部电路输出振荡信号，实现石英晶体谐振器与外部电路的有效交互，确保石英晶体谐振器运行的稳定性和高效率。可选地，响应来自外部电路的用于控制电压的输入信号，由第一电极组件51提供相应的电压，即在第一电极组件51的两个电极之间施加相应的电压，使得第一电极组件51对应的所述晶片结构中位于最顶层的石英晶片产生对应的频率。石英晶体谐振器包含至少一个第二电极组件52，每个第二电极组件52均分别与晶片结构10中的一个第二晶片电极实现连接，用于提供电压、接地和防止过载。因此，通过第二电极组件52确保石英晶体谐振器的稳定运行，减少噪音，并提供一个参考电位，以及确保石英晶体谐振器不会因为过大的输入信号或外部干扰而受损。

基于上述实施例，在一实施例中，所述第二电极组件52包含第一导电电极；

所述石英晶体谐振器，还包括：

接地金属贴片61，所述接地金属贴片61布设于所述陶瓷基座20上，所述接地金属贴片61与所述第一导电电极相连接，且所述接地金属贴片61连接于地线；

镂空窗口部件62，所述镂空窗口部件集成在所述第二导电电极的信号检测端上；

其中，所述第二导电电极的信号输入端连接于所述引脚30，用以接收产生于所述外部电路的电压输入信号，所述电压输入信号用于指示向一个或多个所述第二电极组件52的第一导电电极与第二导电电极之间施加相应的电压。

需要说明的是，第二电极组件52也包含两个电极，分别贴合于一个第二晶片电极。第二电极组件52的第二导电电极通过引脚30与外部电路实现通信连接，使得接收来自外部电路的电压输入信号，该电压输入信号用于指示由一个或多个第二电极组件提供相应的电压，同时第一导电电极通过接地金属贴片接地，使得在所指示的第二电极组件的第一导电电极与第二导电电极之间施加相应的电压，从而所指示的第二电极组件对应的石英晶片产生对应的频率。因此，在一可选实施例中，依据外部电路所指示的用于控制供电的输入信号，控制由第一电极组件51以及第二电极组件52中的一个或多个提供电压，以控制一层或多层石英晶片工作，确保了石英晶体谐振器运行的稳定性和高效率。因此，本实施例通过控制一个或多个第二电极组件提供电压，实现控制对应的一个或多个石英晶片的工作，从而能够输出多个频率，以及提高了控制频率输出的灵活性，满足多频率输出的需求。

在本实施例中，接地金属贴片61与第一导电电极相连接，且接地金属贴片61直接连接到地线，从而为石英晶体谐振器提供一个稳定的地电位，确保了石英晶体谐振器的稳定性和高效率，减少了电磁干扰。具体的，接地金属贴片61可选为矩形或正方形，易于制造和安装，且可以提供良好的接触面积。或，接地金属贴片61可选为圆形或椭圆形，易于适应特定的空间或与其他组件的布局。从结构上看，接地金属贴片61由一块薄而平坦的金属片组成，如铜或铝，可涂有金、银或锡等导电材料以提高导电性和防止氧化。为了确保与石英晶体谐振器或其他电路组件的良好接触，接地金属贴片61可设有弹性的接触点或弹簧结构。为了与其他电路组件或PCB板进行固定和电连接，接地金属贴片61可设有预留的焊点或焊盘。此外，接地金属贴片61的非接触面可附加有一层绝缘材料，以防止短路或与其他组件的不必要的电接触。接地金属贴片61在陶瓷基座20上设有预留的固定孔或槽，便于固定或与其他组件配合。示例性的，如图1所示，接地金属贴片61呈矩形，并固定于陶瓷基座20侧壁的安装位上。

在本实施例中，镂空窗口部件62与第二导电电极连接，以防止过载。也就是说，当电压输入信号超过设定阈值时，镂空窗口部件62起到一个保护的作用，即镂空窗口部件62将过大的信号或能量分散，从而保护镂空窗口部件62所对应的晶片电极以及石英晶片不受损伤，以保护石英晶体谐振器。因此，本实施例通过设置镂空窗口部件，防止因过大的电压输入信号或外部干扰导致的损伤，实现过载保护，并确保了石英晶体谐振器的稳定性和高效率，其结构简单，减少了成本。

具体的，镂空窗口部件62为设计在接地电极或过载保护电极上的特殊结构，用于分散过大的信号或能量，从而实现过载保护，那么在本实施例中镂空窗口部件62集成在第二导电电极的信号检测端上。镂空窗口部件62可以呈圆形，利于均匀地分散能量。镂空窗口部件62可以呈椭圆形，便于适应某些特定的设计要求。参见图3和图4，镂空窗口部件62也可以呈矩形或多边形，如六边形、八边形等，可以根据需要定制，以适应特定的过载保护需求。从结构上看，镂空窗口部件62可选为由多条交叉的细线构成，形成一个网格，实现有效地分散过大的能量。镂空窗口部件62可选为多孔结构，类似于网格，但形成的是多个小孔，而不是交叉线。镂空窗口部件62可选为螺旋或蛇形结构，一种连续的线路结构，能够有效地分散和延长信号路径，从而实现过载保护。

因此，本实施例提供的镂空窗口部件直接设计在第二导电电极上，不增加额外的空间需求，避免了传统过载保护元件需要额外的空间和连接的情况，简化了整体设计，减少了组件的数量和复杂性，以及避免了使用额外的材料和组件，从而降低了制造成本。其次，通过将镂空窗口部件集成在第二导电电极上，当发生过载时，镂空窗口部件能够快速响应，实现即时保护，同时通过对镂空窗口的设计，能够更精确地控制过载保护的阈值和响应，提高了过载保护的可靠性。

在一些实施例中，如图1所示，石英晶体谐振器还包括外壳41，通过该外壳41对陶瓷基座20的腔体进行封装，以实现保护晶片结构10、第一电极组件51以及第二电极组件52，防止外界环境影响其性能。

在一些实施例中，如图1所示，石英晶体谐振器还包括绝缘层42，所述绝缘层42介于石英晶片11和第一电极组件51之间，以及介于石英晶片11和第二电极组件52之间，用以防止短路。

在一些实施例中，参见图1，所述陶瓷基座20内设有传感器容纳槽22；

所述石英晶体谐振器，还包括：

温度传感器71，所述温度传感器71位于所述传感器容纳槽22中，所述传感器容纳槽22与所述石英晶片安装部21连通；或，所述温度传感器71与所述石英晶片安装部21的内壁相接触；

所述温度传感器，用以监测任一石英晶片的温度，并生成相应的温度信号。

在本实施例中，温度传感器71可选地设于陶瓷基座20内，且设置在离晶片结构10较近的位置，使温度传感器71能够准确地监测晶片结构10中每层石英晶片11的温度，并生成相应的温度信号，如温度读数或温度变化，确保了温度测量的准确性。温度传感器71可选地设于陶瓷基座20的传感器容纳槽22中，该传感器容纳槽22可位于陶瓷基座20内的底部或侧壁上。示例性的，如图1所示，传感器容纳槽22设于陶瓷基座20内的底部，温度传感器71固定于传感器容纳槽22内。温度传感器71可选地设于陶瓷基座20内，且温度传感器71与用于安装晶片结构的石英晶片安装部21的内壁相接触，使得温度传感器71通过该内部感知石英晶片的温度，间接地感知石英晶片的温度变化。

在一些实施例中，所述石英晶体谐振器还包括微控制器，所述微控制器与所述温度传感器相连接，且所述微控制器均与所述第一电极组件、所述第二电极组件相连接，用以根据所述温度信号，生成用于控制所述石英晶片所产生的频率的频率控制信号后输出到相应的所述第一电极组件和/或所述第二电极组件；

和/或，所述温度传感器连接于所述引脚，用以将所述温度信号发送到所述外部电路，使得所述外部电路向与所述引脚连接的所述第一电极组件和/或所述第二电极组件发送用于控制所述石英晶片所产生的频率的外部控制信号，所述外部控制信号由所述外部电路响应于所述温度信号后发送。

在本实施例中，用于控制所述石英晶片所产生的频率的控制信号可以是源自于微控制器72的频率控制信号，也可以是源自于外部电路的外部控制信号。一方面，微控制器72，均与温度传感器71、第一电极组件51、第二电极组件52相连接，用于根据温度传感器71监测到的温度信号，生成用于调整石英晶体谐振器的频率的频率控制信号，使得将该频率控制信号发送到第一电极组件和/或第二电极组件(即当前所产生频率的石英晶片对应的第一电极组件以及第二电极组件中的一个或多个)，以调整当前工作的石英晶片所输出的频率，实现控制石英晶体谐振器，保持稳定输出。针对微控制器72的位置设置，可选地微控制器72设于陶瓷基座20的控制器安装部，该控制器安装部可位于陶瓷基座内的底部或侧壁上。示例性的，如图1所示，控制器安装部设于陶瓷基座20内的底部，微控制器72固定于该控制器安装部内。可选地微控制器72与相关的电路可以放置在一个独立的封装结构中，该封装结构与石英晶体谐振器结构相连，可以进行独立的维护或更换。因此，温度传感器71和微控制器72的设置需确保其能够准确地监测和调整石英晶片的工作频率，同时不影响石英晶体谐振器的基本功能，具体的设置位置和结构需根据石英晶体谐振器的设计和应用需求而有所不同，本申请不对温度传感器以及微控制器的设置做出限定。

示例性的，石英晶体谐振器包含三层石英晶片，其分别工作在1MHz、10MHz和100MHz频率，通过温度传感器与微控制器进行联动，实现-40℃至85℃的温度范围内的频率稳定输出。因此，本实施例通过集成温度传感器和微控制器，自动检测石英晶片的温度，并以此调整石英晶片的工作频率，保证在各种环境下的稳定输出，同时不干扰石英晶体谐振器的正常工作，提高了石英晶体谐振器运行的稳定性和效率。

另一方面，温度传感器71通过引脚30与外部电路相连接，使得温度传感器71将温度信号传输到外部电路，继而外部电路根据该温度信号生成相应的外部控制信号。外部电路通过引脚将该外部控制信号传输到第一电机组件51和/或所述第二电极组件52，以基于该外部控制信号调整当前工作的石英晶片的工作频率。其中，该外部控制信号受控于放置在与石英晶体谐振器相连的外部电路板上，便于连接其他电路元件，并进行程序更新或调试。

在一些实施例中，所述石英晶体谐振器，还包括：

能量回收装置81，所述能量回收装置81连接于所述第一电极组件51与所述引脚30之间，用以采集在所述石英晶体谐振器工作时所产生的振动能量，并将所述振动能量转化为电能，使得向所述外部电路提供所述电能。

在本实施例中，能量回收装置81安装于陶瓷基座20内，以实现当石英晶体谐振器工作时，所产生的振动能量被转化为电能并储存，进一步提高电路的能效。具体的，能量回收装置可以是压电材料，压电材料是指当受到机械应力时能产生电压的材料，或者在电场作用下发生机械形变的材料。这种现象称为压电效应，这意味着压电材料可以将电能转化为机械能，或将机械能转化为电能。压电材料可以制成各种形状，如片、棒、圆盘、块等，取决于其应用需求，本申请不对此做出限定。压电材料的结构由其内部的晶体结构和极性决定，这导致了其压电效应，常见的压电材料如石英、某些陶瓷(如铅锆钛酸盐，PZT)和某些聚合物(如聚偏氟乙烯)。继而，压电材料作为能量回收装置81，具有能量回收的功能，用以收集石英晶体谐振器的振动能量并转化为电能。针对能量回收装置81的位置设置，能量回收装置81被添加到石英晶体谐振器的外壳41或如图5所示的陶瓷基座20内，在此不做出限定，并与电极组件连接，以实现收集和输出电能。即，能量回收装置81与第一电极组件51相连接，以实现能量回收，且能量回收装置81与用于连接外部电路的引脚30相连接，使得向外部电路输出电能。并且，能量回收装置81与石英晶体谐振器的其他部分通过导线连接，以确保电能的有效传输。

因此，本实施例通过在石英晶体谐振器中集成能量回收装置，当石英晶体谐振器工作时，将所产生的振动能量转化为电能，并储存，为其他电路提供额外的能源，并提高石英晶体谐振器的能效。

在一些实施例中，所述石英晶体谐振器，还包括：

第一馈电模块91，所述第一馈电模块91与所述引脚30相连接，所述第一馈电模块91与所述晶体结构10之间具有第一缝隙，所述第一馈电模块91通过所述第一缝隙与所述晶体结构10耦合连接。

需要说明的是，馈电模块是一种电子组件，其作用在于从一个源(如发射天线或电源)向另一个目标(如接收天线、负载或其他电子设备)传输或“馈送”电能或信号，通过设置馈电模块，其设计和结构旨在确保能量或信号的有效传输，同时最小化损耗和反射。本实施例使用缝隙进行耦合馈电，利用电磁场在两个相邻但不直接电连接的电路或元件之间通过耦合的方式进行电能量的传导。具体的，当一个导电器(如馈电模块)中流动的电流产生变化时，该导电器在其周围产生一个变化的磁场，当这个变化的磁场穿过另一个导电器(如晶片结构或另一个馈电模块)时，会在其内部产生一个感应电流。其中，两个电路或元件之间的耦合强度由其耦合系数表示，如当缝隙较小或组件间距较近时，耦合系数较大，表示具有更高的能量传输效率。因此，通过调整缝隙的尺寸或形状，实现优化耦合效率和带宽，通过设置较小的缝隙能够提供更强的耦合，但可能限制带宽，而通过设置较大的缝隙能够提供较宽的带宽，但耦合效率可能较低，则需根据实际需求调整缝隙的尺寸或形状，本申请不对此做出限定。此外，为了实现最大的传输效率，馈电模块与被馈电的设备(如晶片结构或另一个馈电模块)之间通常需要处于相同或相近的谐振频率。

在本实施例中，引脚30可以为输入装置或者为输出装置，在此不做具体限定。当引脚30为输入装置时，引脚30用于将来自外部电路的电能或信号传输到与其电连接的第一馈电模块91，使得由第一馈电模块91将该电能或信号经第一缝隙的耦合连接传输到晶体结构10，使得晶体结构10获取到来自外部电路的输入电能或信号。当引脚30为输出装置时，晶体结构10将所输出的电能或振荡信号经第一缝隙的耦合连接传输到第一馈电模块91，进而第一馈电模块91将该电能或振荡信号传输到与之电连接的引脚30，使得引脚30向外部电路传输电能或振荡信号。示例性的，如图5所示，第一馈电模块91设于陶瓷底座20内，与引脚30相连接。这样，本实施例利用第一缝隙实现第一馈电模块与晶片结构的耦合馈电，实现能量或信号的有效传输，同时最小化损耗和反射。

基于上述实施例，在一些实施例中，所述石英晶体谐振器，还包括：

第二馈电模块92，所述第二馈电模块92与所述第一馈电模块91之间具有第二缝隙，所述第一馈电模块91通过所述第二缝隙与所述第二馈电模块92耦合连接；所述第二馈电模块92与所述晶体结构10之间具有第三缝隙，所述第二馈电模块92通过所述第三缝隙与所述晶体结构10耦合连接。

在本实施例中，同理的，当引脚30为输入装置时，引脚30用于将来自外部电路的电能或信号传输到与其电连接的第一馈电模块91，使得由第一馈电模块91将该电能或信号经第二缝隙的耦合连接传输到第二馈电模块92。继而，可选的，由第二馈电模块92将该电能或信号经第三缝隙的耦合连接传输到晶体结构10，使得晶体结构10获取到来自外部电路的输入电能或信号。当引脚30为输出装置时，晶体结构10将所输出的电能或振荡信号经第三缝隙的耦合连接传输到第二馈电模块92，由第二馈电模块92将该电能或信号经第二缝隙的耦合连接传输到第一馈电模块91。进而第一馈电模块91将该电能或振荡信号传输到与之电连接的引脚30，使得引脚30向外部电路传输电能或振荡信号。此时，第一馈电模块91也起到了中转电能或信号的作用。示例性的，如图5所示，第二馈电模块92同样设于陶瓷底座20内，第一馈电模块91通过缝隙与第二馈电模块92耦合连接。因此，本实施例通过设置第二馈电模块和第一馈电模块，提供设备的电源供应和转换，确保石英晶体谐振器的正常运行，同时结构简单，并提高了电能利用率。

实施例二

本发明实施例提供一种电路，包括：如实施例一所述的石英晶体谐振器。

本发明实施例提供的电路，通过设置上述石英晶体谐振器，实现多频率输出，能够满足多样化应用需求，进一步提高了电路在各种情况下的工作稳定性，以及提高了电路的能效。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“1”、“2”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除图示或文字描述以外的顺序实施。

以上所述仅是本申请部分实施场景的可选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请的方案技术构思的前提下，采用基于本申请技术思想的其他类似实施手段，同样属于本申请实施例的保护范畴。

Claims (10)

1.一种石英晶体谐振器，其特征在于，包括：晶片结构；

所述晶片结构，包括：

相叠加的多层石英晶片，所述石英晶片包括晶片本体以及设于所述晶片本体的表面上的多个晶片电极，任意两层所述石英晶片的晶片本体之间均具有未被所述晶片电极覆盖的区域；

任意两个所述晶片电极之间可施加电压，使至少一层所述石英晶片中的所述晶片本体共同振动，以产生对应的频率。

2.根据权利要求1所述的石英晶体谐振器，其特征在于，所述石英晶体谐振器，还包括：

陶瓷基座，所述陶瓷基座包括至少一个石英晶片安装部，所述晶片结构嵌于所述石英晶片安装部中；

引脚，所述引脚连接于外部电路与所述晶片结构的晶片电极之间。

3.根据权利要求2所述的石英晶体谐振器，其特征在于，所述石英晶体谐振器还包括：

第一电极组件，所述第一电极组件与所述晶片结构中的第一晶片电极连接，所述第一晶片电极为位于所述晶片结构中最顶层的晶片电极，且所述第一电极组件连接于所述引脚，用以接收来自所述外部电路的输入信号以及向所述外部电路输出所述石英晶体谐振器的振荡信号；

多个第二电极组件，所述第二电极组件设置于所述陶瓷基座上，每个第二电极组件均分别与所述晶片结构中的一个第二晶片电极连接，所述第二晶片电极为所述晶片结构中除所述第一晶片电极以外的其他晶片电极。

4.根据权利要求3所述的石英晶体谐振器，其特征在于，所述第二电极组件包含第一导电电极和第二导电电极；

所述石英晶体谐振器，还包括：

接地金属贴片，所述接地金属贴片布设于所述陶瓷基座上，所述接地金属贴片与所述第一导电电极相连接，且所述接地金属贴片连接于地线；

镂空窗口部件，所述镂空窗口部件集成在所述第二导电电极的信号检测端上；

其中，所述第二导电电极的信号输入端连接于所述引脚，用以接收产生于所述外部电路的电压输入信号，所述电压输入信号用于指示向一个或多个所述第二电极组件的第一导电电极与第二导电电极之间施加相应的电压。

5.根据权利要求3所述的石英晶体谐振器，其特征在于，所述陶瓷基座内设有传感器容纳槽；

所述石英晶体谐振器，还包括：

温度传感器，所述温度传感器位于所述传感器容纳槽中，所述传感器容纳槽与所述石英晶片安装部连通；或，所述温度传感器与所述石英晶片安装部的内壁相接触；

所述温度传感器，用以监测任一石英晶片的温度，并生成相应的温度信号。

6.根据权利要求5所述的石英晶体谐振器，其特征在于，所述石英晶体谐振器还包括微控制器，所述微控制器与所述温度传感器相连接，且所述微控制器均与所述第一电极组件、所述第二电极组件相连接，用以根据所述温度信号，生成用于控制所述石英晶片所产生的频率的频率控制信号后输出到相应的所述第一电极组件和/或所述第二电极组件；

和/或，所述温度传感器连接于所述引脚，用以将所述温度信号发送到所述外部电路，使得所述外部电路向与所述引脚连接的所述第一电极组件和/或所述第二电极组件发送用于控制所述石英晶片所产生的频率的外部控制信号，所述外部控制信号由所述外部电路响应于所述温度信号后发送。

7.根据权利要求3所述的石英晶体谐振器，其特征在于，所述石英晶体谐振器，还包括：

能量回收装置，所述能量回收装置连接于所述第一电极组件与所述引脚之间，用以采集在所述石英晶体谐振器工作时所产生的振动能量，并将所述振动能量转化为电能，使得向所述外部电路提供所述电能。

8.根据权利要求2所述的石英晶体谐振器，其特征在于，所述石英晶体谐振器，还包括：

第一馈电模块，所述第一馈电模块与所述引脚相连接，所述第一馈电模块与所述晶体结构之间具有第一缝隙，所述第一馈电模块通过所述第一缝隙与所述晶体结构耦合连接。

9.根据权利要求8所述的石英晶体谐振器，其特征在于，所述石英晶体谐振器，还包括：

第二馈电模块，所述第二馈电模块与所述第一馈电模块之间具有第二缝隙，所述第一馈电模块通过所述第二缝隙与所述第二馈电模块耦合连接；所述第二馈电模块与所述晶体结构之间具有第三缝隙，所述第二馈电模块通过所述第三缝隙与所述晶体结构耦合连接。

10.一种电路，其特征在于，包括：如权利要求1至9任一项所述的石英晶体谐振器。