[發明專利]恒溫型晶體振蕩器

無效

• 申請號: 201010173540.1
• 申請日: 2010-05-07
• 公開（公告）號: CN101895255A
• 公開（公告）日: 2010-11-24
• 發明（設計）人: 伊藤學;見留博之;追田武雄
• 申請（專利權）人: 日本電波工業株式會社
• 主分類號: H03B5/04
• 分類號: H03B5/04;G05D23/20
• 代理公司: 北京戈程知識產權代理有限公司 11314
• 代理人: 程偉;王錦陽

技術領域

本發明涉及一種使用晶體振子的恒溫型晶體振蕩器(TemperatureControlled?Crystal?Oscillator)(以下稱作恒溫型振蕩器)，特別是涉及檢測恒溫型振蕩器的周圍溫度的恒溫型振蕩器。

背景技術

(發明背景)

恒溫型振蕩器特別是通過保持晶體振子(crystal?resonator)的工作溫度恒定，從而不發生依存頻率溫度特性的頻率變化，例如，可以得到0.1ppm以下，或者1ppb程度的高穩定的振蕩頻率。并且，恒溫型振蕩器特別適用于通訊設備的固定基站。

圖10和圖11為說明專利文獻1(日本特開2005-165630號公報)中記載的恒溫型振蕩器的一現有技術實例的示意圖，圖10A為恒溫型振蕩器的剖視圖，圖10B為電路基板的平面圖，圖11為溫控電路的示意電路圖。

如圖10A和圖10B所示，恒溫型振蕩器1具有表面安裝振子2、振蕩電路3和溫控電路4，形成這些的各元件設置在金屬底板5上面的電路基板6上。導線7a-7d(這里為了避免圖示復雜化未剖面表示)穿過金屬底板5，電路基板6由導線7a-7d所支撐。例如使用銀焊料8使作為地線的導線7a固定于金屬底板5的通孔8a內，且與金屬底板5電連接且機械連接。除作為電源端子或輸出端子等的地線7a外的導線7b-7d使用玻璃9絕緣連接金屬底板5的通孔9a中(所謂“氣密端子”)。并且，金屬蓋10通過電阻焊與金屬底板5的上表面接合，且使電路基板6密封地封裝于其中。

表面安裝晶體振子2是將AT切割晶體元件(crystal?element)(未圖示)收容于由層狀陶瓷構成的凹狀截面的表面安裝振子基座中，使振子用金屬蓋接合振子基座的開口端面而構成。在表面安裝振子2的外底面(圖10A中的表面安裝振子2的上方)，設有電連接該晶體元件的安裝端子。

此外，振蕩電路3(圖10B中由3所示的點劃線所包圍的部分)由配置在振蕩部的電容器或振蕩放大器構成，例如，形成為以表面安裝振子2作為感應要素的科耳皮茲(Colpits)型電路。

如圖11所示，溫控電路4(圖10B中由4所示的點劃線所包圍的部分)包括：熱敏電阻11，該熱敏電阻檢測表面安裝振子2的工作溫度(溫度特性為負特性)；線性電阻12，該線性電阻檢測恒溫型振蕩器1的周圍溫度(溫度特性為正特性)；電阻13A-13C；運算放大器14；功率晶體管15；加熱表面安裝振子2的加熱電阻16。如圖10A所示，熱敏電阻11、功率晶體管15和加熱電阻16與表面安裝振子2一同設置在電路基板6的與金屬底板5相對向的一個主表面上，由導熱性樹脂17覆蓋而相互熱耦合。如圖10B所示，線性電阻12設置在遠離加熱電阻16的位置，易于檢測恒溫型振蕩器1的周圍溫度(使相對于周圍溫度的反應靈敏度增強)。

如圖11所示，線性電阻12和電阻13A和熱敏電阻11串聯配置，線性電阻12與地線連接，熱敏電阻11與電源電壓Vcc連接。并且，通過熱敏電阻11、電阻13A和線性電阻12對電源電壓Vcc進行分壓，將該電壓作為控制電壓。此外，電阻13B和電阻13C串聯配置，電阻13C與地線連接，電阻13B與電源電壓Vcc連接。并且，通過電阻13B和電阻13C對電源電壓Vcc進行分壓，將該電壓作為基準電壓。

如圖11所示，基準電壓和控制電壓輸入運算放大器14中，放大基準電壓和控制電壓的電位差而進行輸出。運算放大器14的輸出(電位差)施加在功率晶體管15基極上，通過基極的輸入電壓(基極電壓、電位差)控制集電極的輸出電流(集電極電流)。雖然加熱電阻16連接集電極，且加熱電阻16根據集電極電流放熱，表面安裝振子2被加熱。但是，通過功率晶體管15的放熱本身也被加熱。另外，圖11所示的溫控電路為專利文獻1(日本特開2005-165630號公報)公開的溫控電路的一實施例。

即使這樣現有技術實例的恒溫型振蕩器在恒溫型振蕩器1的周圍溫度發生變化時，也能得到穩定的振蕩頻率。其理由說明如下。

圖12表示收容AT切割晶體元件的表面安裝振子2的頻率溫度特性。該頻率溫度特性繪制三次曲線，其在常溫25℃以上的高溫側的溫度85℃附近具有頂點溫度的。另外，在圖12中，橫坐標表示表面安裝振子的工作溫度、縱坐標表示頻率偏差Δf/f，f為常溫25℃的振動頻率(共振頻率)、Δf為相對于常溫的振動頻率f的頻率差。如圖12所示，因為當晶體振子的工作溫度變化時，振動頻率發生變化，所以，晶體振蕩器的振蕩頻率也發生變化。