恒温型晶体振荡器制造技术

本发明专利技术提供一种恒温型晶体振荡器。本发明专利技术的恒温型晶体振荡器包括：电路基板，该电路基板在一个主表面或者两个主表面上设置有晶体振子、振荡电路和温控电路；容器主体，该容器主体收容所述电路基板，且在外底面上具备安装端子。温控电路包括：第一温度感测元件，该第一温度感测元件至少检测晶体振子的工作温度；第二温度感测元件，该第二温度感测元件检测容器主体的周围温度；对晶体振子进行加热的加热电阻。在导线从电路基板中引出，且电连接安装端子的恒温型晶体振荡器中，其特征在于：在最接近第二温度感测元件的第一导线和第二温度感测元件与加热电阻之间，形成沿厚度方向贯穿电路基板的绝热槽。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种使用晶体振子的恒温型晶体振荡器(TemperatureControIled Crystal Oscillator)(以下称作恒温型振荡器)，特别是涉及检测恒温型振荡器的周围温 度的恒温型振荡器。
技术介绍
(专利技术背景)恒温型振荡器特别是通过保持晶体振子(crystal resonator)的工作温度恒定， 从而不发生依存频率温度特性的频率变化，例如，可以得到0. Ippm以下，或者Ippb程度的 高稳定的振荡频率。并且，恒温型振荡器特别适用于通讯设备的固定基站。图10和图11为说明专利文献1 (日本特开2005-165630号公报)中记载的恒温 型振荡器的一现有技术实例的示意图，图10A为恒温型振荡器的剖视图，图10B为电路基板 的平面图，图11为温控电路的示意电路图。如图10A和图10B所示，恒温型振荡器1具有表面安装振子2、振荡电路3和温控 电路4，形成这些的各元件设置在金属底板5上面的电路基板6上。导线7a-7d(这里为了 避免图示复杂化未剖面表示)穿过金属底板5，电路基板6由导线7a-7d所支撑。例如使 用银焊料8使作为地线的导线7a固定于金属底板5的通孔8a内，且与金属底板5电连接 且机械连接。除作为电源端子或输出端子等的地线7a外的导线7b-7d使用玻璃9绝缘连 接金属底板5的通孔9a中(所谓“气密端子”)。并且，金属盖10通过电阻焊与金属底板 5的上表面接合，且使电路基板6密封地封装于其中。表面安装晶体振子2是将AT切割晶体元件(crystal element)(未图示)收容于 由层状陶瓷构成的凹状截面的表面安装振子基座中，使振子用金属盖接合振子基座的开口 端面而构成。在表面安装振子2的外底面(图10A中的表面安装振子2的上方)，设有电连 接该晶体元件的安装端子。此外，振荡电路3 (图10B中由3所示的点划线所包围的部分)由配置在振荡部 的电容器或振荡放大器构成，例如，形成为以表面安装振子2作为感应要素的科耳皮兹 (Colpits)型电路。如图11所示，温控电路4(图10B中由4所示的点划线所包围的部分)包括热敏 电阻11，该热敏电阻检测表面安装振子2的工作温度(温度特性为负特性)；线性电阻12， 该线性电阻检测恒温型振荡器1的周围温度(温度特性为正特性)；电阻13A-13C ；运算放 大器14 ；功率晶体管15 ；加热表面安装振子2的加热电阻16。如图10A所示，热敏电阻11、 功率晶体管15和加热电阻16与表面安装振子2 —同设置在电路基板6的与金属底板5相 对向的一个主表面上，由导热性树脂17覆盖而相互热耦合。如图10B所示，线性电阻12设 置在远离加热电阻16的位置，易于检测恒温型振荡器1的周围温度(使相对于周围温度的 反应灵敏度增强)。如图11所示，线性电阻12和电阻13A和热敏电阻11串联配置，线性电阻12与地3线连接，热敏电阻11与电源电压Vcc连接。并且，通过热敏电阻11、电阻13A和线性电阻12 对电源电压Vcc进行分压，将该电压作为控制电压。此外，电阻13B和电阻13C串联配置， 电阻13C与地线连接，电阻13B与电源电压Vcc连接。并且，通过电阻13B和电阻13C对电 源电压Vcc进行分压，将该电压作为基准电压。如图11所示，基准电压和控制电压输入运算放大器14中，放大基准电压和控制电 压的电位差而进行输出。运算放大器14的输出(电位差)施加在功率晶体管15基极上，通 过基极的输入电压(基极电压、电位差)控制集电极的输出电流(集电极电流)。虽然加热 电阻16连接集电极，且加热电阻16根据集电极电流放热，表面安装振子2被加热。但是， 通过功率晶体管15的放热本身也被加热。另外，图11所示的温控电路为专利文献1(日本 特开2005-165630号公报)公开的温控电路的一实施例。即使这样现有技术实例的恒温型振荡器在恒温型振荡器1的周围温度发生变化 时，也能得到稳定的振荡频率。其理由说明如下。图12表示收容AT切割晶体元件的表面安装振子2的频率温度特性。该频率温 度特性绘制三次曲线，其在常温25°C以上的高温侧的温度85°C附近具有顶点温度的。另 外，在图12中，横坐标表示表面安装振子的工作温度、纵坐标表示频率偏差Af/f，f为常温 25°C的振动频率(共振频率)、Af为相对于常温的振动频率f的频率差。如图12所示，因 为当晶体振子的工作温度变化时，振动频率发生变化，所以，晶体振荡器的振荡频率也发生 变化。因此，通过图IOB所示的温控电路4控制加热电阻16的放热温度，使表面安装振 子2的工作温度为恒定，而使振荡频率稳定。具体是，事先将表面安装振子2的工作温度， 例如，温度为85°C的控制电压设定为比基准电压小。由此，当表面安装振子2的工作温度 下降时，热敏电阻11的电阻值变大，控制电压下降。并且，控制电压和基准电压的电位差变 大，流向加热电阻16的集电极电流增加，加热电阻16的放热量变大。相反，当表面安装振 子2的工作温度上升时，热敏电阻11的电阻值变小，电位差和集电极电流也减少，加热电阻 16的放热量变小。因此，表面安装振子2的工作温度保持在温度85°C，振荡频率基本保持 恒定。S卩，图IOA和图IOB所示的现有技术实例的温控电路4如上所述，热敏电阻11检 测表面安装振子2的工作温度，控制加热电阻16产生的放热量，使表面安装振子2的工作 温度恒定。但是，即使热敏电阻11检测出表面安装振子2的工作温度，在恒温型振荡器1 的周围温度不同的情况下，例如，在常温25°C和低温-30°C那样的不同情况下，将表面安装 振子2的工作温度设定为85°C的加热电阻16的放热量(放热温度)也有必要根据周围温 度而使其不同。例如，周围温度为常温25°C的情况，当加热温度设定为TrC时，-30°C的情 况，有必要设定为T2°C OTl0O0这是因为即使加热电阻16的放热量相同，如果周围温 度不同，周围空气吸热(放热)的热量不同，供给表面安装振子2的热量也不同。因此，如图11所示，在现有技术实例中，检测该周围温度的线性电阻12串联连接 电阻13A。线性电阻12如上所述，温度特性为正特性，当温度上升时，电阻值变大。因此，当 周围温度下降时(例如，从常温25°C至_30°C )，表面安装振子2的工作温度也下降，与上述 一样，热敏电阻11的电阻值变大的同时，为正特性的线性电阻12的电阻值变小。由此，在 除热敏电阻11外追加线性电阻12的情况下，比仅有热敏电阻11的情况，控制电压增加，电位差也变大。另外，如图IOB所示，因为线性电阻12设置在远离加热电阻16的位置，所以， 使得相对于周围温度的反应更灵敏。其结果是，当恒温型振荡器1的周围温度下降时，集电极电流和加热电阻的放热 量也增加，放热量不但依存热敏电阻11的检测出的温度，而且依存恒温型振荡器的周围 温度。当然，与此相反，在周围温度上升时，通过相反动作，放热量也不但依存热敏电阻11 的检测出的温度，而且依存周围温度。由此可见，即使周围温度从例如常温25°c在温度标 准-30°C至85°C的温度范围内发生变化，因为根据表面安装振子的工作温度设定为85°C的 周围温度，加热电阻16产生不同的热量，所以，比仅有热敏电阻11的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种恒温型晶体振荡器，其包括：电路基板，该电路基板在一个主表面或者两个主表面上设置有晶体振子、振荡电路和温控电路；容器主体，该容器主体收容所述电路基板，并且在外底面上具备安装端子；所述温控电路包括：第一温度感测元件，该第一温度感测元件至少检测所述晶体振子的工作温度；第二温度感测元件，该第二温度感测元件检测所述容器主体的周围温度；加热电阻，该加热电阻根据所述第一温度感测元件和所述第二温度感测元件检测出的温度对所述晶体振子进行加热；在导线从所述电路基板中引出，且电连接所述安装端子的恒温型晶体振荡器中，其特征在于：在最接近所述第二温度感测元件的第一导线和所述第二温度感测元件与所述加热电阻之间，形成沿厚度方向贯穿所述电路基板的绝热槽。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：伊藤学，见留博之，追田武雄，
申请(专利权)人：日本电波工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]