JP2005159797A - Quartz oscillator - Google Patents
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Description
本発明は、恒温槽型の水晶発振器の温度制御に関する。 The present invention relates to temperature control of a thermostatic crystal oscillator.
水晶振動子を用い、発振回路と組み合わせた水晶発振器が電子機器、通信機器等の信号源、クロック源として広く利用されている。そしてより高安定な周波数とするため水晶振動子または発振回路と共に恒温槽で高温にして安定化している。 A crystal oscillator using a crystal resonator and combined with an oscillation circuit is widely used as a signal source and a clock source for electronic devices and communication devices. In order to obtain a higher stable frequency, the temperature is stabilized at a high temperature in a thermostatic chamber together with a crystal resonator or an oscillation circuit.
さらに周波数を安定化を求められている。 Furthermore, stabilization of the frequency is required.
本発明が解決しようとする問題点は、水晶振動子や発振回路を恒温槽に収めるがこの恒温槽は通常3〜4本のネジで基台に止められており、ネジが金属製であるためそこから熱が逃げ、恒温槽の温度変化に影響を与えてしまう。そこで恒温槽の精度を上げるには熱的に安定化するため断熱材等を使用する為、恒温槽を大きくしなければならない。図4は、従来技術の恒温槽型発振器の構造で、基台1上に恒温槽を載置した基板10があり、基板の上には恒温槽2が複数個の支持台の上に載せられている。支持台はネジであったり金属製のものが多い。複数の支持台から恒温槽の熱が伝導し、恒温槽内の熱の変化が大きくなり熱制御がやりにくくなる。熱制御が多く繰り返されると周波数が変化し、特性を損なうことになる。なお、図4では断熱材とその外側のケースは省略している。
The problem to be solved by the present invention is that the crystal resonator and the oscillation circuit are housed in a thermostatic bath, but this thermostatic bath is usually fixed to the base with 3 to 4 screws, and the screws are made of metal. Heat escapes from this, affecting the temperature change of the thermostatic chamber. Therefore, in order to increase the accuracy of the thermostatic chamber, the thermostatic chamber must be enlarged in order to use thermal insulation for thermal stabilization. FIG. 4 shows a structure of a conventional thermostatic oven type oscillator, which includes a substrate 10 on which a thermostatic chamber is mounted on a
特許文献1では、「プリント基板の間を断熱性の高い材質にて構成されたネジとスペーサとによって固定した」とあり、スペーサに断熱性の高い材質を使用した例が示されている。また特許文献2では「内部を気密構造」や「薄い断熱材によりケーシングの等価熱伝達抵抗を調整可能とした」とあるが、断熱のために気密構造としたことが示されている。
本発明は、恒温槽を用いた水晶発振器において、恒温槽と該恒温槽を支える基台との間の支持具が1ヶ所で該支持具に温度センサが設けられていることを最も主要な特徴とする。 The main feature of the present invention is that, in a crystal oscillator using a thermostatic chamber, the temperature sensor is provided in the support tool at one place between the thermostat bath and the base supporting the thermostatic bath. And
本発明は、恒温槽を支える支持個所を1ヶ所としたため、熱の逃げが少なくなり、また外部からの熱の伝達が少なくなり、恒温槽を安定な温度に保つことが出来るので、安定な周波数が得られる。また支持具に温度センサを取り付け、その温度の変化を感知することにより、外部との温度差から将来の温度変化を予測し恒温槽の温度を制御することにより、より安定な周波数が得られるという利点がある。
温度センサは、外に漏れる熱を感知し、安定した状態では温度変化を感じないが、外気温が下がってきた場合には、恒温槽からの漏れる熱とのバランスが崩れるので、支持具の温度の状態を監視することで恒温槽の温度低下の予測が出来る。さらにその熱バランスをとるため、支持具にヒータ等の熱源を設置し、恒温槽からの熱が放出されにくくしている。
本発明は、1ヶ所の支持具だけのため、外からの熱の影響が支持具だけが支配しているため、そこの温度を監視して恒温層の温度管理に役立てることが出来る。
In the present invention, since the supporting portion for supporting the thermostatic chamber is one, the heat escape is reduced, the heat transfer from the outside is reduced, and the thermostatic bath can be kept at a stable temperature, so that the stable frequency is maintained. Is obtained. In addition, by attaching a temperature sensor to the support and sensing the temperature change, it is possible to predict a future temperature change from the temperature difference from the outside and control the temperature of the thermostatic bath, so that a more stable frequency can be obtained. There are advantages.
The temperature sensor detects the heat leaking outside, and does not feel temperature change in a stable state, but when the outside air temperature falls, the balance with the heat leaking from the thermostatic chamber is lost, so the temperature of the support tool By monitoring this state, it is possible to predict the temperature drop of the thermostatic bath. Furthermore, in order to balance the heat, a heat source such as a heater is installed on the support to make it difficult for heat from the thermostatic chamber to be released.
Since the present invention has only one support tool and the influence of heat from the outside is controlled only by the support tool, the temperature can be monitored and used for temperature control of the thermostatic layer.
本発明により支持具に伝わる熱のバランスを考慮し、将来の恒温槽内の温度予想を可能とするため、従来より安定な周波数の恒温槽型の水晶発振器を提供することを可能とした。 In consideration of the balance of heat transmitted to the support according to the present invention, it is possible to predict the temperature in the thermostat in the future, and thus it is possible to provide a thermostatic crystal oscillator having a more stable frequency than the conventional one.
図1は、本発明を説明する水晶発振器の正面図である。基台1の上に恒温槽2に入れられた水晶振動子や発振回路があり、支持具3で支えられている。恒温槽2は通常、被加熱物(水晶振動子や発振回路)とセンサからなり周囲をヒータ線5で巻かれている構造である。恒温槽2の周囲に断熱材が巻かれ、熱の逃げを防止している。本図では断熱材は省略している。支持具3は、熱の伝わりにくい材料から出来ている。従来は恒温槽を支えるのに金属製のネジ2〜4本を使い、基台1等に支持していたが、本願発明では1つの支持具で恒温槽を支えている。最近はもっと熱の伝わりにくいポリカーボネート等のネジや支持具が使用される例が提案されているが、支持点が多いほど熱の逃げは止まらない。
図1では図示していないが、恒温槽2の周りには断熱材を覆い、かつケースが被せられる。
図1のトランジスタは、温度制御用のトランジスタで熱源としても利用されている。
FIG. 1 is a front view of a crystal oscillator illustrating the present invention. On the
Although not shown in FIG. 1, the
The transistor in FIG. 1 is a temperature control transistor and is also used as a heat source.
支持具3は、熱伝導の少ない材料が好ましく、接触面積も少ないほどよい。熱の逃げは恒温槽周囲の外気に逃げる熱は、図示されていないが断熱材で覆い逃げないようにしている。そして支持具からは1ヶ所しかないのでそこからしか熱は逃げない。
The
もうひとつの実施例として、支持具に温度センサを取り付ける。温度センサは、恒温槽から伝わってくる熱を感知し、熱が支持具を伝って逃げてくる状態がわかる。これにより恒温槽内の温度センサと支持具の温度センサによって、支持具に漏れている熱がわかり、その後の恒温槽の温度制御に役立てることが出来る。特に恒温槽内の熱状態の予想を支持具の温度センサからの情報を役立てることが出来る。 As another example, a temperature sensor is attached to the support. The temperature sensor senses the heat transmitted from the thermostat and knows the state where the heat escapes through the support. Thereby, the heat leaking to the support can be found by the temperature sensor in the thermostat and the temperature sensor of the support, and can be used for temperature control of the thermostat thereafter. In particular, information from the temperature sensor of the support can be used to predict the heat state in the thermostat.
図2は、実施例を示す支持具に温度センサをつけた例を示す部分図である。支持具5は、基台1上にあり、恒温槽2を支えている。この支持具3に温度センサー6を取り付けることにより、漏れてくる熱を感知し、制御回路に伝えている。
FIG. 2 is a partial view showing an example in which a temperature sensor is attached to a support tool showing the embodiment. The support 5 is on the
他の実施例として、支持具に温度センサと発熱体を取り付ける。
実施例2の応用として、恒温槽から漏れる熱を支持具5熱源を用意することにより、補完しあたかも熱が漏れていない状態を作ることにより、恒温槽2の温度を一定に保つことが出来るようになる。
As another embodiment, a temperature sensor and a heating element are attached to the support.
As an application of Example 2, by preparing the support 5 heat source for the heat leaking from the thermostatic chamber, it is possible to keep the temperature of the
図3は、実施例を示す部分図であり、恒温槽2と基台1とは支持具5で支持されており、支持台5には温度センサ6とともに熱源としてヒータ7を取り付けた例を示している。ヒータを取り付けることにより、外気温が下がり恒温槽から漏れる熱量が増え、恒温槽の温度を下げるが、漏れる熱を補うために支持具の熱源が利用され、恒温槽内の熱制御を少なくすることが出来る。
熱源は、ヒータに限らずトランジスタやポジスタ、抵抗であってもかまわない。
恒温槽は、熱筒、断熱材とケースを一体化したものをいうが、本願発明では水晶振動子を入れる熱筒を恒温槽として表現している。本発明の図では恒温槽の周りに巻かれる断熱材については省略している。
FIG. 3 is a partial view showing the embodiment, and the
The heat source is not limited to a heater, and may be a transistor, a posistor, or a resistor.
The thermostatic chamber refers to a unit in which a thermal cylinder, a heat insulating material, and a case are integrated. In the present invention, a thermal cylinder into which a crystal resonator is placed is expressed as a thermostatic chamber. In the drawing of the present invention, the heat insulating material wound around the thermostat is omitted.
本発明は、高安定な恒温槽型の水晶発振器に利用できる他、恒温槽により温度を一定に保つ必要のある他の用途にも適用できる。 The present invention can be used for a highly stable thermostatic crystal oscillator and can be applied to other uses where the temperature needs to be kept constant by the thermostatic chamber.
1 基台
2 恒温槽
3 支持具
4 ヒータ
6 センサ
7 熱源
1
Claims (2)
恒温槽と該恒温槽を支える基台との間の支持具が1ヶ所で、該支持具に温度センサが設けられていることを特徴とする水晶発振器。 In a crystal oscillator using a thermostatic chamber,
A crystal oscillator comprising a thermostat and a base supporting the thermostat at one place, and a temperature sensor is provided on the support.
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2003
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