CN211481244U - 一种晶体振荡器 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种晶体振荡器，包括：印制电路板，包括多个过孔；晶体谐振器，包括谐振器主体和谐振器引脚，谐振器主体位于印制电路板的一侧，谐振器引脚穿过过孔；控温装置，包括导热套，导热套位于晶体谐振器远离印制电路板的一侧，导热套与印制电路板固定连接；印制电路板与导热套形成的腔体包覆谐振器主体；控温装置通过导热套维持晶体谐振器的温度。本实用新型实施例提供的技术方案避免了外界环境温度变化对晶体振荡器的影响，改善了晶体振荡器的抖动特性，提高了其频率输出的稳定性。

Description

一种晶体振荡器

技术领域

本实用新型实施例涉及谐振技术领域，尤其涉及一种晶体振荡器。

背景技术

晶体振荡器是利用石英晶体的压电效应产生高精度振荡频率的一种电子元件。传统的恒温晶体振荡器通常包括两种制作方式。第一种制作方式，图1是现有技术中提供的一种晶体振荡器的结构示意图，参考图1；传统的晶体振荡器通常将晶体谐振器20固定焊接在印制电路板10上，加热元件32位于晶体谐振器20附近或印制电路板10上对应晶体谐振器20的另一侧，在与晶体谐振器20底部直接接触的印制电路板10上铺一层铜层1，便于将加热元件产生的热量传递给晶体谐振器20。温度传感器33通常固定在晶体谐振器20壳体上，或者固定焊接在印制电路板10上，或者晶体谐振器20与印制电路板10的空隙之间。第二种制作方式，图2是现有技术中提供的另一种晶体振荡器的结构示意图，参考图2；在晶体谐振器20与印制电路板10之间放置高导热材质的导热片2 (如铜材质)，晶体谐振器20与导热片2固定焊接在印制电路板10上，加热元件32位于导热片2附近或者焊接固定于其上方。

第一种制作方式中，在与晶体谐振器20底部直接接触的印制电路板10上铺一层铜层1便于将加热元件32产生的热量传递给晶体谐振器20，但是由于铜层1比较薄，不能存储热量，外界环境温度的变化会影响晶体谐振器20输出频率的稳定性。第二种制作方式中，在晶体谐振器20与印制电路板10之间放置高导热材质的导热片2，导热片2具有一定的厚度，因此具有比热容能够存储一定的热量，方式二相对于方式一有较好的改善；但由于印制电路板10会对导热片2有导热效果，使储存的热量散失，外界环境温度的变化会影响晶体谐振器20输出频率的稳定性。因此两种方式的晶体谐振器的晶片都会因受热不均匀而对环境温度敏感，进而影响晶振输出频率抖动特性及频率稳定度。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种晶体振荡器，以改善晶振的抖动特性，提高晶振的频率稳定度。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种晶体振荡器，包括：

印制电路板，包括多个过孔；

晶体谐振器，包括谐振器主体和谐振器引脚，所述谐振器主体位于所述印制电路板的一侧，所述谐振器引脚穿过所述过孔；

控温装置，包括导热套，所述导热套位于所述晶体谐振器远离所述印制电路板的一侧，所述导热套与所述印制电路板固定连接；所述印制电路板与所述导热套形成的腔体包覆所述谐振器主体；所述控温装置通过所述导热套维持所述晶体谐振器的温度。

可选的，所述导热套包括侧面，所述导热套的侧面垂直于所述印制电路板；

所述控温装置还包括多个加热元件，多个所述加热元件位于所述导热套的侧面；多个所述加热元件间隔设置，且间隔距离相等。

可选的，所述加热元件包括：MOS管。

可选的，所述谐振器主体靠近所述印制电路板的一面与所述印制电路板隔离。

可选的，所述导热套还包括侧面和顶面，所述导热套的侧面垂直于所述印制电路板，所述导热套的顶面与所述印制电路板平行设置；

所述控温装置还包括温度传感器，所述温度传感器位于所述导热套的侧面和/或顶面。

可选的，所述谐振器主体的外侧表面包括至少两个凸起；所述导热套的内侧表面包括至少两个凹槽；所述凸起与所述凹槽一一对应，并卡接固定，以使所述谐振器主体与所述印制电路板隔离。

可选的，所述导热套还包括侧面和顶面，所述导热套的侧面垂直于所述印制电路板，所述导热套的顶面与所述印制电路板平行设置；

沿平行于所述印制电路板的截面方向，所述导热套的侧面围成的形状为八边形。

可选的，所述晶体谐振器包括：

石英晶片，所述石英晶片根据压电效应产生输出频率。

可选的，所述导热套的材料包括：铜。

本实用新型实施例提供了一种晶体振荡器，包括：印制电路板、晶体谐振器和控温装置；其中印制电路板包括多个过孔；晶体谐振器包括谐振器主体和谐振器引脚，谐振器主体位于所述印制电路板的一侧，谐振器引脚穿过过孔；控温装置包括导热套，导热套位于晶体谐振器远离印制电路板的一侧，导热套与印制电路板固定连接；印制电路板与导热套形成的腔体包覆谐振器主体；控温装置通过导热套维持晶体谐振器的温度。导热套与印制电路板形成一个密闭性高的空腔，并且导热套具有较高的比热容，使其存有较高的热能量，进而避免外界环境温度的变化对晶体振荡器的影响，减小应热力的影响，改善了晶体振荡器输出的抖动特性，提高了晶体振荡器频率输出的稳定性。

附图说明

图1是现有技术中提供的一种晶体振荡器的结构示意图；

图2是现有技术中提供的另一种晶体振荡器的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的一种晶体振荡器的立体图；

图4是图3的爆炸图；

图5是图3的俯视图；

图6是本实用新型实施例提供的另一种晶体振荡器的立体图；

图7是图6的俯视图；

图8是图6的主视图；

图9是图8沿F-F面的截面图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

本实用新型实施例提供了一种晶体振荡器，图3是本实用新型实施例提供的一种晶体振荡器的立体图，图4是图3的爆炸图，图5是图3的俯视图，参考图3-5；晶体振荡器包括：

印制电路板10，包括多个过孔11；

晶体谐振器20，包括谐振器主体21和谐振器引脚22，谐振器主体21位于印制电路板10的一侧，谐振器引脚22穿过过孔11；

控温装置30，包括导热套31，导热套31位于晶体谐振器20远离印制电路板10的一侧，导热套31与印制电路板10固定连接；印制电路板10与导热套 31形成的腔体包覆谐振器主体21；控温装置30通过导热套31维持晶体谐振器 20的温度。

具体的，本实用新型实施例提供的晶体振荡器包括印制电路板10、晶体谐振器20和控温装置30；印制电路板10包括多个过孔11，晶体谐振器20包括谐振器主体21和谐振器引脚22，谐振器引脚22的个数不大于印制电路板10 包括的过孔11的个数，晶体谐振器20的每个谐振器引脚22对应穿过一个过孔 11，一部分谐振器引脚22用于固定晶体谐振器20，进而防止晶体振荡器由于组成部件松动而产生无效的抖动；另一部分谐振器引脚22用于控制晶体振荡器的工作状态，例如向外围振荡电路输出频率信号和/或接入电信号。控温装置30包括导热套31，导热套31位于晶体谐振器20远离印制电路板10的一侧，导热套31与印制电路板10之间可以通过焊接固定连接；谐振器主体21包覆于印制电路板10与导热套31形成的腔体内部；导热套31的表面积较大，可以覆盖晶体谐振器的顶面和侧面，与现有技术中仅覆盖晶体谐振器底面的铜层相比，导热套能够存储更多的热量，且导热套的热量更容易保持恒定，相当于具有较大的比热容。因此能够在储存大量热能的同时保证导热套内的温度变化不大，进而能够维持晶体谐振器20的温度。可选地，导热套31的厚度较厚，从而进一步提升导热套的比热容；或者导热套31的材料包括比热容较大的材料，以进一步提升导热套的比热容。

由上述分析可知，外界环境温度的轻微变化相对于高比热容的导热套31而言忽略不计。另外，由于导热套31可以覆盖晶体谐振器的顶面和侧面，因此晶体谐振器的受热更加均匀，对晶体谐振器20输出的抖动特性得到极大的改善，因而可以保证晶体振荡器的高稳定性。同时，克服了现有技术中将导热片设置于印制电路板10和晶体谐振器20之间而使热量由于导热片与印制电路板的接触而散失的问题，进一步维持了晶体振荡器的高稳定性。

此外，其中印制电路板10是电子元器件电气连接的提供者，印制电路板 10可以减少布线和装配的差错，提高了自动化水平和生产劳动率。本实用新型实施例的印制电路板10上包括外围振荡电路和控温电路。

可选的，参考图3-5，导热套31包括侧面，导热套31的侧面垂直于印制电路板10；

控温装置30还包括多个加热元件32，多个加热元件32位于导热套31的侧面；多个加热元件32间隔设置，且间隔距离相等。

具体的，导热套31包括侧面，导热套31的侧面垂直于印制电路板10所在平面，控温装置30还包括多个加热元件32，多个加热元件32等间距的间隔设置在导热套31的侧面；例如，两个或者四个加热元件32紧贴分布在导热套31 侧面的对称部位，对称分布的加热元件32可以实现给导热套31均匀加热，进而保证导热套31中晶体谐振器20各个方位的温度相同，进一步改善了晶体谐振器20输出的抖动特性，保证了晶体振荡器的高稳定性。

可选的，参考图3-5，导热套31还包括侧面和顶面，导热套31的侧面垂直于印制电路板10，导热套31的顶面与印制电路板10平行设置；

沿平行于印制电路板10的截面方向，导热套31的侧面围成的形状为八边形。

具体的，导热套31的侧表面具有八个侧面，每个侧面的面积都相等，一个加热元件32可以位于一个侧面上，八个侧面便于使加热元件32等间隔并且对称的分布在导热套31上，使导热套31受热均匀，以维持导热套31中晶体谐振器20各个方位的温度相同。

可选的，加热元件32包括：MOS管。

具体的，通过印制电路板10上分布的控温电路为MOS管提供电信号，有电流通过MOS管时会有电能转化为热能，转化成的电能为晶体振荡器提供热能，维持晶体振荡器内部的温度。

可选的，图6是本实用新型实施例提供的另一种晶体振荡器的立体图，图 7是图6的俯视图，图8是图6的主视图，图9是图8沿F-F面的截面图，参考图6-9；导热套31还包括侧面和顶面，导热套31的侧面垂直于印制电路板10，导热套31的顶面与印制电路板10平行设置；

控温装置30还包括温度传感器33，温度传感器33位于导热套31的侧面和/或顶面。

具体的，温度传感器33位于导热套31的侧面和/或顶面，用于检测导热套 31的温度，进而获知位于导热套31内部的谐振器主体21的周围温度，实现对晶体振荡器输出的频率的监控。为了检测到导热套31整体的平均温度，需将温度传感器33设置于远离加热元件32的位置，也可以增加温度传感器33的个数，在导热套31上设置多个温度传感器，再计算出多个温度传感器33检测到的温度的平均值。

可选的，参考图9，谐振器主体21靠近印制电路板10的一面与印制电路板10隔离。

具体的，谐振器主体21与印制电路板10在空间上有一定的隔离可以保证晶体谐振器不受到印制电路板10热应力影响；当外界环境的温度发生变化时，外界环境温度会影响到印制电路板10的温度，晶体谐振器20与印制电路板10 在空间上有一定的隔离，避免由于印制电路板10与晶体谐振器20的接触而影响到晶体谐振器20的温度，即保证晶体谐振器20不受到印制电路板热应力影响，改善了晶体谐振器20输出的抖动特性，保证了晶体振荡器的高稳定性。

可选的，谐振器主体21的外侧表面包括至少两个凸起211；导热套31的内侧表面包括至少两个凹槽311；凸起211与凹槽311一一对应，并卡接固定，以使谐振器主体21与印制电路板10隔离。

可选的，晶体谐振器包括：

石英晶片，石英晶片根据压电效应产生输出频率。

具体的，晶体谐振器内部包括石英晶片，石英晶片根据压电效应产生输出频率。当石英晶体受到交变电场时，石英晶体便会产生机械振动。由于石英晶体具有一定的固有振动频率，当外加电场频率等于其固有频率时，便会产生谐振。包括石英晶片的晶体振荡器具有极高的频率稳定度，因而广泛使用于要求频率稳定度高的设备中，例如标准频率发生器、脉冲计数器等。

可选的，导热套的材料包括：铜。铜的比热容是0.39×10³J/(kg·℃)，即铜的比热容大，保证温度每升高一度，1千克铜所吸收的热能为0.39×103J。

本实用新型实施例提供了一种晶体振荡器，包括：印制电路板、晶体谐振器和控温装置；其中印制电路板包括多个过孔；晶体谐振器包括谐振器主体和谐振器引脚，谐振器主体位于所述印制电路板的一侧，谐振器引脚穿过过孔；控温装置包括导热套，导热套位于晶体谐振器远离印制电路板的一侧，导热套与印制电路板固定连接；印制电路板与导热套形成的腔体包覆谐振器主体；控温装置通过导热套维持晶体谐振器的温度。晶体谐振器内部的石英晶片对外界环境温度的变化具有很高的敏感度，本实用新型实施例提供的技术方案，谐振器主体与印制电路板在空间上有一定的隔离，这样可以保证晶体谐振器不受到印制电路板热应力影响。导热套的采用，具有较高的比热容，其存有较高的热能量，外界环境温度的轻微变化相对于高比热容的导热套而言几乎忽略不计，同时这种结构对晶体谐振器内部的晶片受热均匀，进一步削弱热应力对石英晶片的影响，对石英晶片的老化特性也有很好的改善效果。从而实现对晶体振荡器输出的抖动特性得到极大的改善，保证晶体振荡器的高稳定性。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (9)

1.一种晶体振荡器，其特征在于，包括：

印制电路板，包括多个过孔；

晶体谐振器，包括谐振器主体和谐振器引脚，所述谐振器主体位于所述印制电路板的一侧，所述谐振器引脚穿过所述过孔；

控温装置，包括导热套，所述导热套位于所述晶体谐振器远离所述印制电路板的一侧，所述导热套与所述印制电路板固定连接；所述印制电路板与所述导热套形成的腔体包覆所述谐振器主体；所述控温装置通过所述导热套维持所述晶体谐振器的温度。

2.根据权利要求1所述的晶体振荡器，其特征在于，所述谐振器主体靠近所述印制电路板的一面与所述印制电路板隔离。

3.根据权利要求2所述的晶体振荡器，其特征在于，所述谐振器主体的外侧表面包括至少两个凸起；所述导热套的内侧表面包括至少两个凹槽；所述凸起与所述凹槽一一对应，并卡接固定，以使所述谐振器主体与所述印制电路板隔离。

4.根据权利要求1所述的晶体振荡器，其特征在于，所述导热套包括侧面，所述导热套的侧面垂直于所述印制电路板；

所述控温装置还包括多个加热元件，多个所述加热元件位于所述导热套的侧面；多个所述加热元件间隔设置，且间隔距离相等。

5.根据权利要求4所述的晶体振荡器，其特征在于，所述加热元件包括：MOS管。

6.根据权利要求1所述的晶体振荡器，其特征在于，所述导热套还包括侧面和顶面，所述导热套的侧面垂直于所述印制电路板，所述导热套的顶面与所述印制电路板平行设置；

所述控温装置还包括温度传感器，所述温度传感器位于所述导热套的侧面和/或顶面。

7.根据权利要求1所述的晶体振荡器，其特征在于，所述导热套还包括侧面和顶面，所述导热套的侧面垂直于所述印制电路板，所述导热套的顶面与所述印制电路板平行设置；

沿平行于所述印制电路板的截面方向，所述导热套的侧面围成的形状为八边形。

8.根据权利要求1所述的晶体振荡器，其特征在于，所述晶体谐振器包括：

石英晶片，所述石英晶片根据压电效应产生输出频率。

9.根据权利要求1所述的晶体振荡器，其特征在于，所述导热套的材料包括：铜。

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