CN211830710U - 一种恒温晶体振荡器 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种恒温晶体振荡器；该恒温晶体振荡器包括：晶体谐振器、印制电路板、导热套、至少一个第一加热块；晶体谐振器和导热套位于印制电路板的第一侧；导热套包括内周缘和外周缘，内周缘形成凹槽结构；晶体谐振器嵌入导热套的凹槽结构内，并暴露引脚结构，晶体谐振器通过引脚结构与印制电路板电连接；第一加热块设置于导热套外周缘；或者，第一加热块设置于印制电路板的第二侧。通过本实用新型实施例的技术方案，降低了晶振对温度的敏感度，提高了晶振的温度稳定度，且改善了晶体谐振器的抖动特性，进而提高了晶体谐振器的频率稳定度。

Description

一种恒温晶体振荡器

技术领域

本实用新型实施例涉及晶体振荡器技术，尤其涉及一种恒温晶体振荡器。

背景技术

晶体振荡器作为一种频率源，因其成本低、短稳好等优点，广泛应用于卫星导航、国防军工、通讯等高科技领域，晶体振荡器输出频率的抖动特性及频率稳定度的良好程度均密切关系到通信的质量。

传统的针对恒温晶体振荡器通常是将晶体谐振器直接固定在印制板电路上，或者通过导热胶粘贴在印制板电路上，再或者在晶体谐振器与印制电路板之间垫一层金属片，最后利用设置于晶体谐振器附近或者金属片附近的加热块向晶体谐振器加热，通过加热块与控温电路维持晶体谐振器内部环境温度的稳定。这些方式虽能在环境温度变化时及时向晶体谐振器加热，但是，均存在晶体谐振器受热不均匀的现象，有时候晶体还会因受热的不均匀而受到热应力的作用，反倒使得晶体对环境温度的敏感度增加，进而会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一种恒温晶体振荡器，以实现改善晶体谐振器的抖动特性，从而提高晶体谐振器的频率稳定度。

本实用新型实施例提供了一种恒温晶体振荡器，该恒温晶体振荡器包括：晶体谐振器、印制电路板、导热套、至少一个第一加热块；

晶体谐振器和导热套位于印制电路板的第一侧；

导热套包括内周缘和外周缘，内周缘形成凹槽结构；晶体谐振器嵌入导热套的凹槽结构内，并暴露引脚结构，晶体谐振器通过引脚结构与印制电路板电连接；

第一加热块设置于导热套外周缘；或者，第一加热块设置于印制电路板的第二侧。

可选地，还包括与第一加热块一一对应的第二加热块；

第一加热块和第二加热块分别设置于导热套外周缘相对的两个表面。

可选地，第一加热块和对应的第二加热块设置于导热套外周缘相对两个表面的对称位置。

可选地，凹槽结构与晶体谐振器的形状相适应且晶体谐振器与导热套的内周缘接触，晶体谐振器仅暴露设置有引脚结构的表面。

可选地，晶体谐振器设置有引脚结构的表面与印制电路板垂直。

可选地，导热套的材料包括铜、陶瓷或铁。

可选地，第一加热块和第二加热块分别焊接在导热套相对的两个表面上。

可选地，导热套和晶体谐振器设置于印制电路板的第一表面，导热套的外周缘包括与相对的第二表面和第三表面，以及相对的第四表面和第五表面，其中第二表面与导热套的内周缘相接，第二表面、第三表面、第四表面和第五表面均与第一表面垂直；

第一加热块和第二加热块分别设置于第四表面和第五表面上。

可选地，导热套和晶体谐振器设置于印制电路板的第一表面，导热套的外周缘包括与第一表面平行的第六表面和第七表面，第六表面为晶体谐振器和印制电路板之间的导热套表面，导热套通过第六表面焊接在印制电路板上。

可选地，第一加热块和第二加热块包括晶体管。

可选地，还包括温度传感器，温度传感器设置于导热套上，温度传感器与第一加热块设置于导热套的不同表面，且温度传感器与第二加热块设置于导热套的不同表面。

本实用新型实施例提供的一种恒温晶体振荡器；该恒温晶体振荡器包括：晶体谐振器、印制电路板、导热套、至少一个第一加热块；晶体谐振器和导热套位于印制电路板的一侧；导热套包括内周缘和外周缘，内周缘形成凹槽结构；通过将晶体谐振器嵌入导热套的凹槽结构内，并暴露引脚结构，晶体谐振器通过引脚结构与印制电路板电连接；第一加热块设置于导热套外周缘。或者第一加热块设置于印制电路板的第二侧，使得晶体谐振器整体上始终受热均匀，解决了晶体谐振器受热不均匀而对环境温度的敏感度偏大，进而影响晶振的频率稳定度的问题，改善了晶体谐振器的抖动特性，从而提高了晶体谐振器的频率稳定度。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种恒温晶体振荡器的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中设计的一款导热套结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的另一种恒温晶体振荡器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型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。

图1为本实用新型实施例提供的一种恒温晶体振荡器的结构示意图，如图1所示，该恒温晶体振荡器包括：晶体谐振器10、印制电路板100、导热套20、至少一个第一加热块30；

晶体谐振器10和导热套20位于印制电路板100的第一侧；

导热套20包括内周缘21和外周缘22，内周缘21形成凹槽结构；晶体谐振器10嵌入导热套20的凹槽结构内，并暴露引脚结构11，晶体谐振器10通过引脚结构11与印制电路板100电连接；

第一加热块30设置于导热套20外周缘21；或者，第一加热块30设置于印制电路板100的第二侧。

具体地，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，传统的方式会使得晶体谐振器受热不均匀而造成石英晶片受不均匀的热应力影响，从而微小的温度梯度变化也会造成输出频率产生较大的抖动。本实用新型实施例，设置导热套20，导热套20包括外周缘22和内周缘21，如图1所示，内周缘21具有凹槽结构，便可以将晶体谐振器10嵌套在导热套20中，同时将晶体谐振器10的引脚结构11暴露出来以使其能够与印制电路板100电连接。这里，可以是事先将导热套20设置好后将晶体谐振器10嵌入，再将被嵌套的晶体谐振器100设置在印制电路板100的第一侧，此时晶体谐振器10和导热套20位于印制电路板100的同一侧；也可以是在将晶体谐振器100往印制电路板100的第一侧设置的过程中设置并组装导热套20将晶体谐振器10包覆住，方便加工，容易实现。在导热套20外周缘21上设置至少一个第一加热块30，即对第一加热块30的数量不作限制，图1中示例性地设置了两个第一加热块30，且图1中示出的第一加热块30在导热套20外周缘21的设置位置为图解拆分结构，仅为示意不代表其具体的设置位置，但此时第一加热块30也是位于印制电路板100的第一侧的，且实际操作过程中，第一加热块30是设置于导热套20外周缘21上的；或者，第一加热块30还可以设置在印制电路板100的第二侧，此时第一加热块30和晶体谐振器10，以及和导热套20均是位于印制电路板100的不同侧的。

在需要向晶体谐振器10加热时，通过设置的第一导热片30放热，当第一加热块30设置于导热套20外周缘21上时，第一加热块30直接将热量传递至导热套20，则导热套20被加热，当第一加热块30设置于印制电路板100的第二侧时，第一加热块30通过印制电路板100间接将热量传递至导热套20，则导热套20被加热，导热套20的材质可为导热性良好的材质，从而晶体谐振器10被加热，优选地选取所有第一加热块30同时放热。这里，导热套20被加热，避免了晶体谐振器10在传统的加热方式过程中仅直接或间接通金属垫片被加热时可能会受到的热冲击，对晶振的老化特性有着很好的改善，同时，导热套可选用具有较高的比热容的材料制成，例如铜，使其可以存有较高的热能量，能够维持一定的温度范围，外界环境温度的轻微变化相对于高比热容的导热套20而言几乎忽略不计，提高了晶振的温度稳定度，且晶振的输出的抖动性得到良好的的改善，以此提高了晶振的频率稳定度；以及不可忽略的，导热套20的存在，还能够在对晶体谐振器10加热时，有效地避免了对印制电路板100上的其它元器件温度影响。

本实用新型实施例提供的恒温晶体振荡器，将晶体谐振器嵌套至加热套中，通过加热套的外周缘相对表面上的第一加热块对加热套加热，使得晶体谐振器被加热。导热套的设置，改善了在对晶体谐振器加热时的晶体谐振器可能会受到的热冲击，防止晶振的老化，并能够使维持一定范围的温度以及具有较高的比热容，降低了晶体谐振器对温度的敏感度，提高了晶振的温度稳定度，且晶振的输出的抖动性得到良好的改善，以此增大了晶振的频率稳定度，且本实用新型实施例的技术方案，便于加工，成本低廉，容易实现。示例性地，图2为本实用新型实施例中设计的一款导热套结构示意图，如图2所示，图2中的(1)是导热套的完整结构示意图，(2)、(3)、(4)、(5)以及(6)是对应(1)的几个任意角度的剖面图，当然可以理解的是，图2仅为对本实用新型的导热套的结构设计的示例而非具体限定，属于本实用新型实施例的发明构思及技术方案的导热套的结构设计均在本实用新型实施例的保护范围之内。

可选地，参考图1，恒温晶体振荡器还包括与第一加热块30一一对应的第二加热块40；第一加热块30和第二加热块40分别设置于导热套20外周缘21相对的两个表面。

具体地，图1中示例性地设置了一个第一加热块30和一个与第一加热块30一一对应的第二加热块40，本实施例对第一加热块和对应的第二加热块的数量不作具体限定，因此第一加热块和第二加热块的总数量既可以是奇数也可以是偶数。第一加热块30和第二加热块40在导热套20的外周缘21的相对表面上的设置，通过设置的第一导热片30和第二导热片40放热，使得导热套20的受热更加均匀，进而使得晶体谐振器10受热更加均匀，改善了晶体谐振器10因受热不足以均匀时产生被动承受的热应力，从而进一步降低了晶体谐振器10对环境温度变化的敏感度，以及增大了晶振的频率稳定度。

可选地，参照图1，第一加热块30和第二加热块40分别焊接在导热套相对的两个表面上。

具体地，第一加热块30与第二加热块40的位置设置主要是为了保证导热套20受热均匀，因此本实用新型实施例对第一加热块30与第二加热块40的位置设置仅为优选而非限定，即图1中将第一加热块30和第二加热块40分别设置在导热套20相对的两个表面上，而且，第一加热块30和第二加热块40可以是焊接在导热套20相对的两个表面上。

可选地，参照图1，第一加热块30和对应的第二加热块40设置于导热套20外周缘22相对两个表面的对称位置。

具体地，将第一加热块30和第二加热块40不仅可以是设置在导热套20的外周缘22相对的两个表面，还可以是导热套20的外周缘22相对的两个表面的对称位置，使得导热套20受热进一步均匀，从而晶体谐振器10进一步地受热均匀，降低晶体谐振器10对环境温度的敏感度，提高晶振的温度稳定度。

图3为本实用新型实施例提供的一种恒温晶体振荡器的结构示意图，如图3所示，可选地，凹槽结构与晶体谐振器10的形状相适应且晶体谐振器10与导热套的内周缘21接触，晶体谐振器10仅暴露设置有引脚结构11的表面。

具体地，在实际应用中，可以根据晶体谐振器10的大小设置导热套20的大小，优选将导热套20的凹槽结构与与晶体谐振器10的形状相适应且晶体谐振器10与导热套的内周缘21接触，使得导热套20直接向晶体谐振器10传递热量，减小间接传递热量过程中的热量浪费和导热延迟。可根据实际对安装设置的需要或者对晶体谐振器10的加热需要，将晶体谐振器10在导热套中仅暴露设置有引脚结构11的表面，进而使得导热套20与晶体谐振器10的接触面积较大，使得第一加热块30和第二加热块40通过导热套对晶体谐振器10进行加热时，晶体谐振器10可以更加均匀的受热。可选的，第一加热块30和第二加热块40分别设置于其所在导热套20表面的中心位置，进而使得导热套20关于第一加热块30和第二加热块40连线对称的位置被传导到热量的时间相同，更加有利于晶体谐振器10的均匀受热。

可选地，参照图1或图3，晶体谐振器10设置有引脚结构11的表面与印制电路板100垂直。

具体的，将晶体谐振器10设置有引脚结构11的表面与印制电路板100垂直设置，更方便安装。

可选地，导热套20的材料包括铜、陶瓷或铁。

具体地，导热套20的材料为导热良好的材料即可，以将第一加热块30及第二加热块40上的热量传导至晶体谐振器10，导热套20优选铜材质或陶瓷材质，或者铁材质、银材质等高导热材料。可选的，导热套20的材料具有较高比热容，例如导热套20的材料的比热容大于或者等于铜的比热容。

可选地，参照图3，导热套和晶体谐振器10设置于印制电路板100的第一表面A，导热套20的外周缘22包括与相对的第二表面b和第三表面c，以及相对的第四表面d和第五表面e，其中第二表面b与导热套20的内周缘21相接，第二表面b、第三表面c、第四表面d和第五表面e均与第一表面A垂直；

第一加热块30和第二加热40片分别设置于第四表面d和第五表面e上。

具体地，图3中示例性地提供了印制电路板100、晶体谐振器10、导热套、第一加热块30以及第二加热块40的一种具体设置方式，将晶体谐振器10和导热套20位于印制电路板100的同一个表面，即第一表面A，充分发挥导热套20的作用。将导热套20的第二表面b、第三表面c、第四表面d和第五表面e均与印制电路板100的第一表面A垂直，方便安装以及安装后的稳定性，更倾向于实用。第一加热块30和第二加热40片分别设置于导热套20的第四表面d和第五表面e上，使得导热套20受热均匀且更大面积得将热量传导至导热套20，进而传导至晶体谐振器10，避免热量浪费。

可选地，参照图3，导热套20和晶体谐振器10设置于印制电路板100的第一表面A，导热套20的外周缘21包括与第一表面A平行的第六表面f和第七表面g，第六表面f为晶体谐振器10和印制电路板100之间的导热套20表面，导热套20通过第六表面f焊接在印制电路板100上。

具体地，第六表面f为晶体谐振器10和印制电路板100之间的导热套20表面，可以将导热套20通过第六表面f焊接在印制电路板100上，贴合印制电路板100。

可选地，第一加热块30和第二加热块40包括晶体管。

具体地，第一加热块30和第二加热块40可以是晶体管，通过晶体管导通以向导热套20提供热量。

可选地，参照图1，恒温晶体振荡器还包括温度传感器50，温度传感器50设置于导热套20上，温度传感器50与第一加热块30设置于导热套20的不同表面，且温度传感器50与第二加热块40设置于导热套20的不同表面。

具体地，温度传感器50可以是热敏电阻，可以将温度传感器50完全暴露并设置在导热套20外周缘22上远离第一加热块30及第二加热块40的地方。也可以将温度传感器50部分暴露并设置在导热套20外周缘22上远离第一加热块30及第二加热块40的地方，部分插入导热套20内周缘21或插入导热套内20。图1中示出的温度传感器50的位置为图解拆分结构，仅为示意不代表其具体的设置位置，但实际操作过程中，温度传感器50是可以如图1中所示位置设置于加热套20上的。可选地，可结合图3，并参考图1与图2，导热套20的第三表面c还包括至少一个凸出部c-1，凸出部c-1设置有过孔c-2，温度传感器50还可以设置于过孔c-2内，即将温度传感器50通过过孔c-2塞进导热套20中，以对晶体谐振器10的温度进行准确监测。可选地，可继续结合图3，并参考图1与图2，导热套20的第六表面f还包括至少一条凹槽f-1，凹槽f-1优选地设置在第六表面f的边缘，当第一加热块30和/或第二加热块40包括管脚结构时，例如当第一加热块30和/或第二加热块40为晶体管时，晶体管包括管脚，设置凹槽f-1可以防止该管脚与导热套20相距过近影响其电学可靠性。

让温度传感器50远离第一加热块30和/或第二加热块40，以使得温度传感器50监测到的温度不受第一加热块30和/或第二加热块40的影响，进而保证是导热套20或者晶体谐振器10所处的精准的温度值。温度传感器50还与晶体振荡器的内部控温电路连接，温度传感器50用于实时监测并反馈晶体谐振器10的温度。

本实用新型实施例提供的恒温晶体振荡器，将晶体谐振器嵌套至加热套中，通过加热套的外周缘相对表面上的第一加热块和第二加热块对加热套加热，使得晶体谐振器被加热。将第一加热块和第二加热块在加热套的外周缘相对表面上对称设置，使得加热套受热均匀，将加热套的大小与晶体谐振器相适应，可与晶体谐振器贴合，使得加热套对晶体谐振器的导热效果更为良好，将导热套的第二表面、第三表面、第四表面和第五表面均与印制电路板的第一表面垂直，方便安装以及安装后的稳定性，更倾向于实用。最终，晶振中导热套的设置，改善了在对晶体谐振器加热时的晶体谐振器可能会受到的热冲击，防止晶振的老化，并能够使维持一定范围的温度以及具有较高的比热容，降低了晶体谐振器对温度的敏感度，配合加热套的外周缘相对表面上的第一加热块和第二加热块，使得晶体谐振器受热更为均匀，避免了晶体谐振器可能会受到的热应力，进一步降低了晶体谐振器对环境温度变化的敏感度，提高了晶振的温度稳定度，且改善了晶体谐振器的抖动特性，进而提高了晶振的频率稳定度，且本实用新型实施例的技术方案，便于加工，成本低廉，容易实现。

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 (11)

1.一种恒温晶体振荡器，其特征在于，包括：晶体谐振器、印制电路板、导热套、至少一个第一加热块；

所述晶体谐振器和所述导热套位于所述印制电路板的第一侧；

所述导热套包括内周缘和外周缘，所述内周缘形成凹槽结构；所述晶体谐振器嵌入所述导热套的凹槽结构内，并暴露引脚结构，所述晶体谐振器通过所述引脚结构与所述印制电路板电连接；

所述第一加热块设置于所述导热套外周缘；或者，所述第一加热块设置于所述印制电路板的第二侧。

2.根据权利要求1所述的恒温晶体振荡器，其特征在于，还包括与所述第一加热块一一对应的第二加热块；

所述第一加热块和所述第二加热块分别设置于所述导热套外周缘相对的两个表面。

3.根据权利要求2所述的恒温晶体振荡器，其特征在于，所述第一加热块和对应的所述第二加热块设置于所述导热套外周缘相对两个表面的对称位置。

4.根据权利要求1所述的恒温晶体振荡器，其特征在于，所述凹槽结构与所述晶体谐振器的形状相适应且所述晶体谐振器与所述导热套的内周缘接触，所述晶体谐振器仅暴露设置有所述引脚结构的表面。

5.根据权利要求1所述的恒温晶体振荡器，其特征在于，所述晶体谐振器设置有所述引脚结构的表面与所述印制电路板垂直。

6.根据权利要求1所述的恒温晶体振荡器，其特征在于，所述导热套的材料包括铜、陶瓷或铁。

7.根据权利要求2所述的恒温晶体振荡器，其特征在于，所述第一加热块和所述第二加热块分别焊接在所述导热套相对的两个表面上。

8.根据权利要求2所述的恒温晶体振荡器，其特征在于，所述导热套和所述晶体谐振器设置于所述印制电路板的第一表面，所述导热套的外周缘包括与相对的第二表面和第三表面，以及相对的第四表面和第五表面，其中所述第二表面与所述导热套的内周缘相接，所述第二表面、第三表面、第四表面和第五表面均与所述第一表面垂直；

所述第一加热块和所述第二加热块分别设置于所述第四表面和所述第五表面上。

9.根据权利要求2所述的恒温晶体振荡器，其特征在于，所述导热套和所述晶体谐振器设置于所述印制电路板的第一表面，所述导热套的外周缘包括与所述第一表面平行的第六表面和第七表面，所述第六表面为所述晶体谐振器和所述印制电路板之间的导热套表面，所述导热套通过所述第六表面焊接在所述印制电路板上。

10.根据权利要求2所述的恒温晶体振荡器，其特征在于，所述第一加热块和所述第二加热块包括晶体管。

11.根据权利要求2所述的恒温晶体振荡器，其特征在于，还包括温度传感器，所述温度传感器设置于所述导热套上，所述温度传感器与所述第一加热块设置于所述导热套的不同表面，且所述温度传感器与所述第二加热块设置于所述导热套的不同表面。

Images