恒溫槽控制晶體振蕩器的溫度控制電路制造技術(shù)

一種恒溫槽控制晶體振蕩器的溫度控制電路，包括：加熱器電阻器、第一電阻器、熱敏電阻、第二電阻器、第三電阻器、差分放大器、PNP型功率晶體管，以及PNP型限流晶體管。熱敏電阻輸出視溫度而定的電壓。差分放大器放大由一個(gè)輸入端子接收的電壓與由另一輸入端子接收的電壓之間的差，且作為控制電壓輸出。PNP型功率晶體管包含連接加熱器電阻器的另一末端的射極、接收差分放大器的輸出的基極，以及接地的集極。PNP型限流晶體管具有被供應(yīng)電源電壓的射極、接收加熱器電阻器的另一末端與功率晶體管的射極之間的電壓的基極，以及連接至功率晶體管的基極的集極。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種能夠獲得高穩(wěn)定性振蕩頻率的恒溫槽控制晶體振蕩器(oven-controlled crystal oscillator, 0CX0),尤其涉及一種能夠?qū)嵤O好溫度特性的恒溫槽控制晶體振蕩器的溫度控制電路。
技術(shù)介紹
現(xiàn)有技術(shù) 恒溫槽控制晶體振蕩器用以通過(guò)維持晶體單元(crystal unit)的恒定操作溫度，在不產(chǎn)生視頻率/溫度特性而定的頻率變化的情況下，而獲得高穩(wěn)定性振蕩頻率。晶體單元儲(chǔ)存于恒溫爐中，且所述恒溫爐經(jīng)控制以使用溫度控制電路來(lái)維持恒定的內(nèi)部溫度?，F(xiàn)有技術(shù)中的恒溫槽控制晶體振蕩器的溫度控制電路圖8將參考圖8，來(lái)描述現(xiàn)有技術(shù)中的恒溫槽控制晶體振蕩器的溫度控制電路。圖8為顯示現(xiàn)有技術(shù)中的恒溫槽控制晶體振蕩器的溫度控制電路的電路圖。如圖8中所顯示，現(xiàn)有技術(shù)中的恒溫槽控制晶體振蕩器的溫度控制電路基本上包含熱敏電阻TH、差分放大器(differential amplifier, 0ΡΑΜΡ) IC 10、功率晶體管 Trl 以及加熱器電阻器 HR。連接關(guān)系將電源電壓DC施加至加熱器電阻器HR的一個(gè)末端，加熱器電阻器HR的另一末端連接至功率晶體管Trl的集極，且功率晶體管Trl的射極連接至地面GND。也將電源電壓DC施加至熱敏電阻TH的一個(gè)末端，所述熱敏電阻TH的另一末端連接至電阻器Rl的一個(gè)末端，且電阻器Rl的另一末端接地。另外，還將電源電壓DC施加至電阻器R2的一個(gè)末端，電阻器R2的另一末端連接至電阻器R3的一個(gè)末端，且電阻器R3的另一末端接地。此外，盡管未顯示于附圖中，但將電源電壓DC作為驅(qū)動(dòng)電壓施加至差分放大器IC 10、且也連接至地面GND。熱敏電阻TH的另一末端與電阻器Rl的一個(gè)末端之間的節(jié)點(diǎn)通過(guò)電阻器R4而連接至差分放大器IC 10的一個(gè)端子(負(fù)(-));且電阻器R2的另一末端與電阻器R3的一個(gè)末端之間的節(jié)點(diǎn)連接至差分放大器IC 10的另一端子(正(+))。另外，差分放大器IC 10的負(fù)端子(_)和輸出端子通過(guò)電阻器R5而連接。差分放大器IC 10的輸出端子連接至功率晶體管Trl的基極。每一個(gè)單元熱敏電阻TH為溫度感應(yīng)元件(其電阻值視溫度而改變)，且檢測(cè)晶體單元的操作溫度。熱敏電阻TH與電阻器Rl之間的電壓通過(guò)電阻器R4而輸入至一個(gè)輸入端子(負(fù)(-))，差分放大器IC 10的輸出通過(guò)電阻器R5而反饋且輸入，且電阻器R2與R3之間的電壓被輸入至另一輸入端子(正(+))，使得差分放大器IC 10放大且輸出兩個(gè)輸入端子的電壓差。功率晶體管Trl為NPN型晶體管，其中差分放大器IC 10的輸出被輸入至基極，且電流視基極電流而在集極與射極之間流動(dòng)，使得電流也流動(dòng)至加熱器電阻器HR。加熱器電阻器HR產(chǎn)生視流動(dòng)的電流而定的熱。此處，功率晶體管Trl和加熱器電阻器HR充當(dāng)熱源。在OCXO中，如果熱源、熱敏電阻TH的傳感器、以及晶體單元可集成至單一主體(single body)中，那么溫度特性性能得以改進(jìn)。然而，因?yàn)橐陨纤枋龅娜齻€(gè)零件實(shí)際上并未電連接，所以其不實(shí)體連接。出于此原因，將所述三個(gè)零件布置地盡可能靠近，且在其間插入例如樹(shù)脂的絕緣材料。然而，此絕緣材料的熱導(dǎo)率一般較低。例如，硅樹(shù)脂即使在其性能極好時(shí)，也只具有大約2W/m · k的熱導(dǎo)率。·在熱源中，盡管功率晶體管Trl的集極端子部分產(chǎn)生熱，但總是產(chǎn)生電位。加熱器電阻器HR是由作為基極材料的陶瓷構(gòu)成，且在加熱器電阻器HR的頂表面上形成發(fā)熱電阻薄膜(heat-generating resistance film),以便自發(fā)熱電阻薄膜產(chǎn)生熱。然而，已知加熱器電阻器HR和功率晶體管Trl的熱源，視環(huán)境溫度變化而產(chǎn)生不同的發(fā)熱量(heatamount)。對(duì)比于電流的發(fā)熱量圖9將參考圖9，來(lái)描述對(duì)比于流過(guò)溫度控制電路的電流的發(fā)熱量。圖9為顯示發(fā)熱量的曲線圖。在圖9中,橫坐標(biāo)表示電流,且縱坐標(biāo)表示發(fā)熱量。如圖9中所顯示,功率晶體管Trl的發(fā)熱量不同于加熱器電阻器HR的發(fā)熱量，且通過(guò)加總兩個(gè)發(fā)熱量而獲得的總發(fā)熱量變?yōu)闊嵩吹陌l(fā)熱量。因此，當(dāng)環(huán)境溫度改變時(shí)，在功率晶體管Trl的發(fā)熱量與加熱器電阻器HR的發(fā)熱量之間產(chǎn)生一差。相關(guān)技術(shù)作為相關(guān)技術(shù)，揭示以下各者轉(zhuǎn)讓給東洋通信機(jī)株式會(huì)社(Τ0Υ0 CommunicationEquipment Co. , Ltd)的日本專利申請(qǐng)案早期公開(kāi)案第H11-317622號(hào)中的“晶體振蕩器的溫度控制電路(Temperature Control Circuit For Crystal Oscillator) ”(后文中稱作專利文獻(xiàn)I);轉(zhuǎn)讓給京瓷株式會(huì)社(KYOCERA Corp.)的日本專利申請(qǐng)案早期公開(kāi)案第2004-207870號(hào)中的“用于壓電振動(dòng)器的封裝，以及使用用于壓電振蕩器的封裝的恒定溫度振蕩器(Package for Piezoelectric Vibrator,and Constant Temperature OscillatorEmploying the Same) ”(后文中稱作專利文獻(xiàn)2);轉(zhuǎn)讓給東洋通信機(jī)株式會(huì)社(Τ0Υ0Communication Equipment Co. , Ltd)的日本專利申請(qǐng)案早期公開(kāi)案第2005-117093號(hào)中的“溫度控制電路以及使用溫度控制電路的高穩(wěn)定性晶體振蕩器(Temperature ControlCircuit and High Stability Crystal Oscillator Employing the Same)，，(后文中稱作專利文獻(xiàn)3);以及轉(zhuǎn)讓給日本電波工業(yè)株式會(huì)社(Nihon Dempa Kogyo Co. , Ltd.)的日本專利第4855087號(hào)中的“恒定溫度晶體振蕩器(Constant Temperature CrystalOscillator) ” (后文中稱作專利文獻(xiàn)4)。專利文獻(xiàn)I揭示了溫度控制電路，用于控制晶體振蕩器中的恒溫爐的溫度，其中加熱元件的控制電流可經(jīng)控制、通過(guò)選擇熱敏電阻的高電阻值而視檢測(cè)溫度增大。專利文獻(xiàn)2揭示恒溫振蕩器，其中通過(guò)第二封裝以密封方式而包封具有壓電裝置的第一封裝，以真空化第二封裝的外殼部分。專利文獻(xiàn)3揭示高穩(wěn)定性晶體振蕩器的溫度控制電路，所述高穩(wěn)定性晶體振蕩器包含用于使用第一熱敏電阻和電阻器來(lái)分割恒定電壓的第一分壓電路、用于使用第二熱敏電阻和可變電阻器來(lái)分割恒定電壓的第二分壓電路，以及用于將由第一分壓電路分割的電壓輸入至正(+)輸入端子、并且將由第二分壓電路分割的電壓輸入至負(fù)(_)輸入端子的差分放大器。專利文獻(xiàn)4揭不恒溫晶體振蕩器(constanttemperature crystal oscillator),其中連接至晶體單元的虛擬端子(du_y terminal)的電路板的板側(cè)中的虛擬端子是通過(guò)導(dǎo)電路徑而連接至板側(cè)中的電阻器端子，所述電阻器端子連接至溫度感應(yīng)電阻器。然而，在現(xiàn)有技術(shù)中的恒溫槽控制晶體振蕩器中，如以上所描述，已知作為熱源的加熱器電阻器HR和功率晶體管Trl，視環(huán)境溫度的改變而具有不同的發(fā)熱量。由此，存在一個(gè)問(wèn)題，即在現(xiàn)有技術(shù)中的恒溫槽控制晶體振蕩器中，當(dāng)環(huán)境溫度改變時(shí)產(chǎn)生了溫差，使得振蕩器的溫度特性降級(jí)。由于將來(lái)自電源的電壓也施加至熱敏電阻TH(此熱敏電阻TH為如圖本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種恒溫槽控制晶體振蕩器中的恒溫爐的溫度控制電路，其特征在于包括：加熱器電阻器，具有：被供應(yīng)電源電壓以產(chǎn)生熱的一個(gè)末端；第一電阻器，具有：被供應(yīng)電源電壓的一個(gè)末端；熱敏電阻，所述熱敏電阻的一個(gè)末端被連接至所述第一電阻器的另一末端，且所述熱敏電阻的另一末端接地，使得通過(guò)將電阻值設(shè)置為能夠視溫度變化、而將視溫度而定的電壓輸出至所述熱敏電阻的所述一個(gè)末端；第二電阻器，具有：被供應(yīng)電源電壓的一個(gè)末端；第三電阻器，所述第三電阻器的一個(gè)末端連接至所述第二電阻器的另一末端，且所述第三電阻器的另一末端接地；差分放大器，所述差分放大器的一個(gè)輸入端子接收所述第一電阻器的另一末端與所述熱敏電阻的所述一個(gè)末端之間的電壓，所述差分放大器的另一輸入端子接收所述第二電阻器的另一末端與所述第三電阻器的所述一個(gè)末端之間的電壓，以及通過(guò)第四電阻器將輸出反饋至所述差分放大器的所述一個(gè)輸入端子，使得由所述差分放大器的所述另一輸入端子接收的電壓與由所述差分放大器的所述一個(gè)輸入端子接收的電壓之間的差經(jīng)放大及經(jīng)輸出而作為控制電壓；PNP型功率晶體管，具有：連接所述加熱器電阻器的另一末端的射極、接收所述差分放大器的輸出的基極，及接地的集極；以及PNP型限流晶體管，具有：被供應(yīng)電源電壓的射極、接收所述加熱器電阻器的另一末端與所述PNP型功率晶體管的所述射極之間的電壓的基極，及連接至所述PNP型功率晶體管的所述基極的集極。...

【技術(shù)特征摘要】
...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：新井淳一，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：日本電波工業(yè)株式會(huì)社，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：