專利名稱：一種晶體振蕩器的抗振安裝方法及晶體振蕩器組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及晶體振蕩器，具體涉及晶體振蕩器的抗振研究。
背景技術(shù)：
晶體振蕩器在靜態(tài)的工作環(huán)境中表現(xiàn)出低相位噪聲、高穩(wěn)定性、高可靠性的特性，靜態(tài)工作環(huán)境下的相位噪聲如圖Ia所示。而實際的工作環(huán)境中存在著振動、離心和沖擊等等各種各樣的外力，這些外力統(tǒng)稱為環(huán)境加速度。環(huán)境加速度的作用直接惡化晶體振蕩器的相位噪聲特性，惡化程度甚至可達(dá)到(30 40)dB，如圖Ib所示。晶體振蕩器的結(jié)構(gòu)特點以及引腳連接方式如圖2a、2b所示(其中，圖2a代表連接有引腳22'的晶體振蕩器20'的立體圖，圖2b代表連接有引腳22'的晶體振蕩器20'的俯視圖)，其結(jié)構(gòu)是長方體的結(jié)構(gòu)，電源、控制以及信號輸出方式采用引腳形式，且都在同一面 上，這也是晶體振蕩器通常采用的結(jié)構(gòu)和引腳形式，以往晶體振蕩器20'是直接焊接在整機(jī)印制板11'上使用，焊接效果圖如圖3a、3b所示(其中圖3a代表焊接有電路板的晶體振蕩器的立體圖；圖3b代表焊接有電路板的晶體振蕩器的俯視圖)。晶體振蕩器的輸出直接與整機(jī)印制板連接，飛線較長。采用這種安裝方式的話，傳遞到印制板的外力直接通過引腳傳遞晶體振蕩器內(nèi)部電路，直接惡化到晶體振蕩器的相位噪聲。因此，亟需設(shè)計一種技術(shù)方案，能夠在實際的工作環(huán)境中，在外力加速度的影響下，晶體振蕩器仍能保持低相位噪聲、高穩(wěn)定性和高可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是降低或消除環(huán)境加速度對晶體振蕩器的相位噪聲的影響，一方面選擇最合適的減振器減小傳遞到晶體振蕩器內(nèi)部電路的加速度，另一方面減小晶體振蕩器本身的加速度敏感系數(shù)。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種晶體振蕩器的抗振安裝方法，該方法包含 步驟1，將晶體振蕩器懸空設(shè)置在整機(jī)的腔體中央，在該整機(jī)的腔體底部與晶體振蕩器
之間設(shè)置若干第一減振器；
步驟2，在晶體振蕩器的輸出端設(shè)置第二印制板，晶體振蕩器的引腳設(shè)置在該第二印制板上，通過連接線與整機(jī)印制板連接；
步驟3，在該第二印制板上開設(shè)溝槽，將第二減振器設(shè)置在該溝槽上；該第二減振器上還設(shè)置壓片，該壓片與整機(jī)固定，以完全固定晶體振蕩器。上述的晶體振蕩器的抗振安裝方法，其中，在步驟I中，在整機(jī)的腔體底部與晶體振蕩器之間設(shè)置兩個第一減振器，該兩個第一減振器分別包覆在晶體振蕩器底部的兩個角上，呈直角狀。上述的晶體振蕩器的抗振安裝方法，其中，在步驟3中，所述第二減振器為正方體，所述溝槽為正方形。上述的晶體振蕩器的抗振安裝方法，其中，所述的第一減振器、第二減振器內(nèi)均設(shè)置有若干通孔，以提高減振效果。上述的晶體振蕩器的抗振安裝方法，其中，所述的通孔的任意兩個之間的孔間距均相等。上述的晶體振蕩器的抗振安裝方法，其中，所述的晶體振蕩器與整機(jī)腔體之間的間隙小于第一減振器、第二減振器的厚度，使得第一減振器、第二減振器均始終處于擠壓狀態(tài)，以增強減振效果。上述的晶體振蕩器的抗振安裝方法，其中，所述的連接線應(yīng)該盡量短，且具有一定弧度，以減少連接線擾動的影響。本發(fā)明還提供了一種通過上述的晶體振蕩器的抗振安裝方法得到的晶體振蕩器 組件，該組件包含
整機(jī)，該整機(jī)上設(shè)置有整機(jī)印制板；
設(shè)置在整機(jī)的腔體中心的晶體振蕩器，在晶體振蕩器的輸出端(即，在晶體振蕩器的頂部)設(shè)置第二印制板，晶體振蕩器的引腳設(shè)置在該第二印制板上，通過連接線與整機(jī)印制板連接；該第二印制板上還開設(shè)溝槽；
在整機(jī)的腔體底部與晶體振蕩器之間設(shè)置若干第一減振器；
設(shè)置在該溝槽上的第二減振器，該第二減振器上還設(shè)置壓片，該壓片與整機(jī)固定。上述的晶體振蕩器組件，其中，所述的第一減振器、第二減振器內(nèi)均設(shè)置有若干通孔。上述的晶體振蕩器組件，其中，所述的晶體振蕩器與整機(jī)腔體之間的間隙小于第一減振器、第二減振器的厚度，使得第一減振器、第二減振器始終處于擠壓狀態(tài)，以增強減振效果。本發(fā)明的晶體振蕩器選用SC切型，采用臥式安裝，即晶體振蕩器通過三個支撐點固定在整機(jī)上，這樣在X、Y、Z三個方向的加速度敏感系數(shù)差別不大，不至于某一方向的特別大。通過射頻仿真軟件ADS仿真優(yōu)化諧振回路的電感值、電容值，提高諧振回路的等效。晶體振蕩器的相位噪聲特性，體現(xiàn)在頻率的相對變化量上的關(guān)系為，式中是晶體振蕩器對于環(huán)境加速度的敏感系數(shù)，是環(huán)境加速度，如何減小或是本發(fā)明中的關(guān)鍵，具體設(shè)計主要從下面兩方面考慮
(I)通過合適的減振器加強對環(huán)境加速度的緩沖作用，是減小的最直接有效的方法。(2)如何減小，從加速度敏感系數(shù)的定義出發(fā)，
式中，為振蕩回路的有效值，是因加速度產(chǎn)生的相位變化。由此可見，晶體振蕩器的加速度敏感度與振蕩回路的工作條件有關(guān)。所以從兩方面著手，一方面在晶體振蕩器的設(shè)計中盡量提高回路的值；另一方面盡量減小回路元件(包括晶體)因加速度引起的相位抖動，選用SC切的晶體，在三個方向的加速度敏感系數(shù)差不多，電感等可調(diào)元件在調(diào)試確定后點膠固定，采用臥式晶體振蕩器，引線彎成一定弧度焊接。本發(fā)明提供的晶體振蕩器的抗振安裝方法，操作簡單，通過該方法獲得的晶體振蕩器組件，在復(fù)雜的工作環(huán)境下具有高穩(wěn)定性及低相位噪聲的特性，減振效果顯著，能滿足工程使用的需要。


圖Ia為晶體振蕩器在靜態(tài)工作環(huán)境下的相位噪聲。圖Ib為C量級振動條件下晶體振蕩器的相位噪聲惡化情況。圖2a為連接有引腳的晶體振蕩器的立體圖。圖2b為連接有引腳的晶體振蕩器的俯視圖。圖3a為傳統(tǒng)的焊接有電路板的晶體振蕩器的立體圖。圖3b為傳統(tǒng)的焊接有電路板的晶體振蕩器的俯視圖。圖4a為本發(fā)明的晶體振蕩器組件的立體圖。圖4b為本發(fā)明的晶體振蕩器組件的剖面圖。
圖5為本發(fā)明的第二減振器的剖視圖。圖6為本發(fā)明的晶體振蕩器與整機(jī)印制板的連接圖。圖7為采用本發(fā)明的安裝方式所得的晶體振蕩器組件，在C量級振動條件下的相位噪聲改善情況。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明的具體實施方式
作進(jìn)一步地說明
如圖4a、4b所示，本發(fā)明的新型抗振安裝方法得到的晶體減振器組件包含
整機(jī)10，該整機(jī)10上設(shè)置有整機(jī)印制板11，見圖6 ；
設(shè)置在整機(jī)10的腔體中心的晶體振蕩器20，在晶體振蕩器20的輸出端(即，在晶體振蕩器20的頂部)設(shè)置有第二印制板21，晶體振蕩器的引腳22 (包含電源引腳、頻率調(diào)整引腳以及信號輸出引腳)均焊接設(shè)置在該第二印制板21上，通過連接線23與整機(jī)印制板11連接(見圖6);該第二印制板21上的電源濾波網(wǎng)絡(luò)可以有效抑制晶體振蕩器的電源的紋波和雜波；該第二印制板上還開設(shè)溝槽211，該溝槽211優(yōu)選為正方形；
在整機(jī)10的腔體底部與晶體振蕩器20之間設(shè)置若干第一減振器31,優(yōu)選為2個第一振蕩器，該兩個第一減振器31分別包覆在晶體振蕩器20底部的兩個角上，呈直角狀；
設(shè)置在該溝槽211上的第二減振器32，該第二減振器32上還設(shè)置壓片40，該壓片40通過螺釘41與整機(jī)10固定(見圖4b)。其中，壓條40的通孔的大小和距離要和整機(jī)10盒體上的固定孔的大小和距離相同，螺釘41的大小和整機(jī)盒體上的固定孔的大小相同。晶體振蕩器20的外壁與整機(jī)10腔體之間的間隙小于第一減振器31、第二減振器32的厚度，使得第一減振器31、第二減振器32始終處于擠壓狀態(tài)，以增強減振效果。通過試驗，晶體振蕩器20的外壁和整機(jī)10的腔體內(nèi)壁的距離在(I I. 5)mm最合適，減振器的形狀也要通過試驗驗證最后確定最合適的形狀，減振器的設(shè)計是關(guān)鍵。經(jīng)過試驗驗證，第二減振器優(yōu)選為正方體，其長、寬、高相等，大于晶體振蕩器20的外壁與整機(jī)10腔體內(nèi)壁之間的間隙，使得晶體振蕩器四周的減振器處于擠壓的狀態(tài)，振動后對晶體振蕩器具有更佳的減振效果。本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，減振器(包括第一減振器與第二減振器)的內(nèi)部具有若干通孔，每個通孔的中心點間距(即孔間距)d相等，如圖5所示。本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，晶體振蕩器20的輸出面的第二印制板21與整機(jī)印制板11之間的連接線23要盡量短，稍微彎成一定弧度的形狀，以減小連接線擾動的影響，連接的俯視圖如圖6所示。
圖7是在與圖Ib同樣的振動條件下，減振處理后晶體振蕩器的相位噪聲，較圖Ib 有明顯改善。本發(fā)明的晶體振蕩器20選用SC切型，采用臥式安裝，即晶體振蕩器20通過三個減振器(兩個第一減振器31及一第二減振器32)固定在整機(jī)10上，這樣在晶體振蕩器的X、Y、Z軸三個方向的加速度敏感系數(shù)差別不大，不至于某一方向的加速度敏感系數(shù)特別大。通過射頻仿真軟件ADS仿真優(yōu)化諧振回路的電感值、電容值，提高諧振回路的等效。本發(fā)明的安裝方式中，晶體振蕩器20與整機(jī)印制板11的連接通過一塊第二印制板21作為過渡。即，首先，在晶體振蕩器20的輸出面上增加一塊第二印制板21，這樣，晶體振蕩器20的輸出與整機(jī)印制板11的連接就很靈活。其次，晶體振蕩器20與整機(jī)印制板11的連接線須盡量的短，以減小飛線擾動的影響。最后，晶體振蕩器20上面增加的第二印制板在中心處要開一個正方形的溝槽211，以方便放置第二減振器32，晶體振蕩器的壓條40的受力不會直接傳到第二印制板21上，晶體振蕩器與整機(jī)結(jié)構(gòu)沒有硬性的直接接觸。本發(fā)明的安裝方式中，在整機(jī)10結(jié)構(gòu)和晶體振蕩器20之間放置若干減振器(優(yōu)選為3個，兩個第一減振器及一第二減振器)，晶體振蕩器20與整機(jī)10腔體之間沒有硬性的直接接觸，而是通過減振器這種軟性接觸，使得環(huán)境加速度從整機(jī)10傳遞到晶體振蕩器20通過減振器有一定的緩沖，環(huán)境加速度緩沖后，傳遞到晶體振蕩器內(nèi)部的加速度有一定程度的減小，同時晶體振蕩器對環(huán)境加速度的敏感系數(shù)也減弱，從而達(dá)到降低相位噪聲的目的。盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到上述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來限定。
權(quán)利要求
1.一種晶體振蕩器的抗振安裝方法，其特征在于，該方法包含 步驟1，將晶體振蕩器(20)懸空設(shè)置在整機(jī)(10)的腔體中央，在該整機(jī)(10)的腔體底部與晶體振蕩器(20)之間設(shè)置若干第一減振器(31)； 步驟2，在晶體振蕩器(20)的輸出端設(shè)置第二印制板(21)，晶體振蕩器(20)的引腳(22)設(shè)置在該第二印制板(21)上，通過連接線(23)與整機(jī)印制板(11)連接； 步驟3，在該第二印制板(21)上開設(shè)溝槽(211)，將第二減振器(32 )設(shè)置在該溝槽(211)上；該第二減振器(32 )上還設(shè)置壓片(40 )，該壓片(40 )與整機(jī)(10 )固定。
2.如權(quán)利要求I所述的晶體振蕩器的抗振安裝方法，其特征在于，在步驟I中，在整機(jī)(10)的腔體底部與晶體振蕩器(20)之間設(shè)置兩個第一減振器(31)，該兩個第一減振器 (31)分別包覆在晶體振蕩器(20)底部的兩個角上，呈直角狀。
3.如權(quán)利要求I所述的晶體振蕩器的抗振安裝方法，其特征在于，在步驟3中，所述第二減振器(32)為正方體，所述溝槽(211)為正方形。
4.如權(quán)利要求I所述的晶體振蕩器的抗振安裝方法，其特征在于，所述的第一減振器(31)、第二減振器(32)內(nèi)均設(shè)置有若干通孔(33)。
5.如權(quán)利要求4所述的晶體振蕩器的抗振安裝方法，其特征在于，所述的通孔(33)的任意兩個之間的孔間距均相等。
6.如權(quán)利要求1-5中任意一項所述的晶體振蕩器的抗振安裝方法，其特征在于，所述的晶體振蕩器(20)與整機(jī)(10)腔體之間的間隙小于第一減振器(31)、第二減振器(32)的厚度，使得第一減振器(31)、第二減振器(32)始終處于擠壓狀態(tài)。
7.如權(quán)利要求I所述的晶體振蕩器的抗振安裝方法，其特征在于，所述的連接線(23)具有弧度，以減少連接線擾動的影響。
8.一種根據(jù)權(quán)利要求I所述的晶體振蕩器的抗振安裝方法得到的晶體振蕩器組件，其特征在于，該組件包含 整機(jī)(10)，該整機(jī)(10)上設(shè)置有整機(jī)印制板(11); 設(shè)置在整機(jī)(10)的腔體中心的晶體振蕩器(20)，在晶體振蕩器(20)的輸出端設(shè)置第二印制板(21)，晶體振蕩器(20)的引腳(22)設(shè)置在該第二印制板(21)上，通過連接線(23)與整機(jī)印制板(11)連接；該第二印制板(21)上還開設(shè)溝槽(211)； 在整機(jī)(10)的腔體底部與晶體振蕩器(20)之間設(shè)置若干第一減振器(31)；設(shè)置在該溝槽(211)上的第二減振器(32 )，該第二減振器(32 )上還設(shè)置壓片(40)，該壓片(40)與整機(jī)(10)固定。
9.如權(quán)利要求8所述的晶體振蕩器組件，其特征在于，所述的第一減振器(31)、第二減振器(32)內(nèi)均設(shè)置有若干通孔(33)。
10.如權(quán)利要求8或9所述的晶體振蕩器組件，其特征在于，所述的晶體振蕩器(20)與整機(jī)(10)腔體之間的間隙小于第一減振器(31)、第二減振器(32)的厚度，使得第一減振器(31)、第二減振器(32)始終處于擠壓狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種晶體振蕩器的抗振安裝方法及晶體振蕩器組件，該方法包含步驟1，將晶體振蕩器懸空設(shè)置在整機(jī)的腔體中央，在該整機(jī)的腔體底部與晶體振蕩器之間設(shè)置若干第一減振器；步驟2，在晶體振蕩器的輸出端設(shè)置第二印制板，晶體振蕩器的引腳設(shè)置在該第二印制板上，通過連接線與整機(jī)印制板連接；步驟3，在該第二印制板上開設(shè)溝槽，將第二減振器設(shè)置在該溝槽上；該第二減振器上還設(shè)置壓片，該壓片與整機(jī)固定，以完全固定晶體振蕩器。本發(fā)明提供的晶體振蕩器的抗振安裝方法簡便，有明顯的減振效果，所得的晶體振蕩器組件能保證晶體振蕩器在復(fù)雜的工作環(huán)境下具有高穩(wěn)定性低相位噪聲的特性，以滿足工程使用需要。
文檔編號H03B5/32GK102751948SQ20121027656
公開日2012年10月24日 申請日期2012年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月6日
發(fā)明者周宏雷, 杜娟, 王俐聰 申請人:上海無線電設(shè)備研究所