JP4695175B2 - 恒温型の水晶発振器 - Google Patents
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Description
恒温型発振器は水晶振動子の動作温度を一定にすることから、これに起因した水晶発振器の周波数温度特性を平坦にする。したがって、例えば0.1ppm(1/1000万)以下やppb(1/10億)オーダでの周波数安定度の求められる基地局等の通信設備(無線装置)に適用される。このようなもの一つに、表面実装用の水晶発振器(以下、表面実装発振器とする)を用いて恒温型発振器としたものがある(特許文献1)。
しかしながら、上記構成の恒温型発振器では、加熱抵抗4hと水晶振動子1とを熱伝導性樹脂13によって熱的に結合するものの、熱伝導性樹脂13の熱伝導率は、回路パターンとしての導電路例えば金(Au)や銅(Cu)等の金属に比較して1/100以下であり、水晶振動子に対する伝熱効率に劣る問題があった。ちなみに、熱伝導性樹脂13例えばKE−3467の熱伝導率は2.4であり、導電路としてのAuは319、Cuは403となる。
本発明は水晶振動子の動作温度を直接的に検出してリアルタイムな温度制御を容易にした恒温型発振器を提供することを目的とする。
本発明は、特許文献1に示されるように、表面実装振動子(容器本体)の外底面の浮き端子とした実装端子(通常のアース端子)に温度センサの一端を電気的に接続する。これにより、電気的接続としての例えばAuとした金属からなる熱伝導率の高い導電路によって、水晶振動子の動作を直接に検出する技術に着目した。しかし、この場合は、本来、無用な導電路を形成するので、配線パターンを複雑にする問題を生じる。
本発明は、特許請求の範囲(請求項1)に示したように、第1電源端子を含む表面実装用の第1実装端子を外底面に有する容器本体と、前記容器本体に密閉封入された水晶片を有する水晶振動子と、前記容器本体に収容されて少なくとも前記水晶振動子とともに発振回路を形成するICチップとを有する表面実装発振器であって、前記第1電源端子は前記ICチップと電気的に接続した前記表面実装発振器と、前記水晶振動子を加熱するチップ素子からなる加熱抵抗及び前記水晶振動子の動作温度を検出する温度センサを少なくとも有する温度制御回路と、前記表面実装発振器と前記加熱抵抗と前記温度センサを少なくとも配設して第2電源端子を含む第2実装端子とを有する回路基板とを備え、前記加熱抵抗及び前記温度センサの一端は前記第2電源端子に電気的に接続した恒温型の水晶発振器であって、前記加熱抵抗及び前記温度センサの一端とともに前記表面実装発振器の第1電源端子は前記回路基板の第2電源端子に導電路によって電気的に直接に接続し、前記第2電源端子は電源電圧が印加される構成とする。
また、水晶振動子の動作温度と温度センサの検出温度及び加熱抵抗の発熱温度のいずれもが同一温度に接近するので、リアルタイムな温度制御をさらに容易にする。
同請求項3では、請求項1または2に記載の恒温型の水晶発振器において、前記容器本体は前記水晶片を収容する凹部を有し、前記凹部には金属カバーを被せて前記水晶片を密閉封入し、前記金属カバーは前記第1電源端子と電気的に接続した構成とする。
同請求項4では、請求項1ないし3のいずれか1項に記載の恒温型の水晶発振器において、前記容器本体は、複数の板状物が積層された底壁と、前記底壁の周囲から隆起して前記水晶片を収容する凹部を作る側壁と、を有し、前記板状物の間に前記第1電源端子と電気的に接続した構成とする。
これにより、金属カバー及び金属膜によって容器本体の加熱を容易にするので、さらにリアルタイムな温度制御が可能になる。
第1図は本発明の第1実施形態を説明する恒温型発振器の図で、同図(a)は同断面図、同図(b)は同回路図、同図(c)は模式的な回路素子と導電路との接続図である。なお、前従来例と同一部分には同番号を付与してその説明は簡略又は省略する。
第3図は本発明の第2実施形態を説明する恒温型発振器の回路図である。なお、第1実施形態と同一部分の説明は省略する。
第4図は本発明の第3実施形態の恒温型発振器を説明する特に表面実装発振器の模式的な図である。なお、前実施形態と同一部分の説明は省略する。
上記実施形態では表面実装発振器は容器本体16の一主面の凹部内にICチップ17と水晶片1Aとを収容したが、例えば第5図に示したようにしてもよい。すなわち、容器本体16の一主面の凹部に水晶片1Aを収容して密閉封入し、他主面の凹部にICチップ17を収容してもよい。この場合でも、第1電源端子21Vccが少なくとも温度センサ4thの一端とともに第2電源8Vccに導電路によって接続するので、水晶振動子の動作温度を直接的に検出できる。
Claims (4)
- 第1電源端子を含む表面実装用の第1実装端子を外底面に有する容器本体と、前記容器本体に密閉封入された水晶片を有する水晶振動子と、前記容器本体に収容されて少なくとも前記水晶振動子とともに発振回路を形成するICチップとを有する表面実装発振器であって、前記第1電源端子は前記ICチップと電気的に接続した前記表面実装発振器と、
前記水晶振動子を加熱するチップ素子からなる加熱抵抗及び前記水晶振動子の動作温度を検出する温度センサを少なくとも有する温度制御回路と、
前記表面実装発振器と前記加熱抵抗と前記温度センサを少なくとも配設して第2電源端子を含む第2実装端子とを有する回路基板とを備え、
前記加熱抵抗及び前記温度センサの一端は前記第2電源端子に電気的に接続した恒温型の水晶発振器であって、
前記加熱抵抗及び前記温度センサの一端とともに前記表面実装発振器の第1電源端子は前記回路基板の第2電源端子に導電路によって電気的に直接に接続し、
前記第2電源端子は電源電圧が印加されることを特徴とする恒温型の水晶発振器。 - 請求項1において、前記温度制御回路は、前記第2電源端子に一端が接続した温度センサによる制御電圧と基準電圧を入力されるオペアンプと、前記オペアンプの出力をベースに印加されてコレクタの出力電流を制御されるエミッタ接地としたパワートランジスタと、前記パワートランジスタのコレクタと前記第2電源端子との間に配置された前記加熱抵抗とからなる恒温型の水晶発振器。
- 請求項1または2に記載の恒温型の水晶発振器において、
前記容器本体は前記水晶片を収容する凹部を有し、
前記凹部には金属カバーを被せて前記水晶片を密閉封入し、
前記金属カバーは前記第1電源端子と電気的に接続した恒温型の水晶発振器。 - 請求項1ないし3のいずれか1項に記載の恒温型の水晶発振器において、
前記容器本体は、複数の板状物が積層された底壁と、前記底壁の周囲から隆起して前記水晶片を収容する凹部を作る側壁と、を有し、
前記板状物の間に前記第1電源端子と電気的に接続した金属膜が形成された恒温型の水晶発振器。
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