×
17.02.2018
218.016.2dc8

КВАРЦЕВЫЙ ГЕНЕРАТОР

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002643703
Дата охранного документа
05.02.2018
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Настоящее изобретение относится к области электровакуумных приборов, и в частности к области приборов кварцевой стабилизации частоты, а именно к кварцевым генераторам, и может быть использовано для стабилизации частоты. Задача изобретения - упрощение конструкции кварцевого генератора. Кварцевый генератор состоит из металлического вакуумированного корпуса, в котором размещены керамическая подложка со смонтированными электронными компонентами, нераспыляемый газопоглотитель и некорпусированный кварцевый пьезоэлемент, причем металлический корпус выполнен в виде основания с герметичными электрическими вводами и металлической крышки, соединенной с основанием, с наружной стороны в основании корпуса генератора выполнено сквозное отверстие в виде конуса и, соответственно, корпус газопоглотителя с запрессованным внутри газопоглотителем выполняется в виде конусообразной детали, причем стенки отверстия покрыты припоем, а боковые поверхности корпуса газопоглотителя - золотым покрытием с подслоем титан-никель, или тонким слоем припоя, а для удержания расплавленного припоя на боковых поверхностях выполнены кольцевые проточки. Конусообразное отверстие в основании корпуса генератора дополнительно со стороны внутреннего объема корпуса генератора прикрывается тонким тепловым экраном с отверстиями. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Настоящее изобретение относится к области электровакуумных приборов, в частности к области приборов кварцевой стабилизации частоты, а именно к кварцевым генераторам, и может использоваться для стабилизации частоты.

Для обеспечения стабильности частоты в настоящее время широко используются кварцевые генераторы. Одной из распространенных конструкций кварцевого генератора является конструкция, состоящая из металлического вакуумированного корпуса, в котором размещены керамическая подложка со смонтированными радиоэлементами (электрическая схема генератора) и некорпусированный кварцевый пьезоэлемент [1].

Достоинством данной конструкции являются малые габариты генератора из-за отсутствия отдельного корпуса для кварцевого пьезоэлемента.

Недостатком данной конструкции является недостаточная долговременная стабильность частоты кварцевого генератора - во время работы, особенно при повышенных температурах, происходит десорбция остаточных газов из объема радиоэлементов и внутренней поверхности корпуса. Эту десорбцию можно значительно уменьшить за счет длительного отжига в вакууме компонентов кварцевого генератора, однако это не дает гарантии того, что в течение нескольких лет эксплуатации долговременная стабильность генератора останется на первоначальном уровне. Опыт эксплуатации кварцевых генераторов, имеющих подобную конструкцию, показал, что уход частоты может наблюдаться после 4-5 лет эксплуатации. Это связано со снижением степени вакуума в объеме корпуса кварцевого генератора.

Известно техническое решение по снижению давления остаточных газов путем применения газопоглотителя [2]. В металлическом корпусе размещаются некорпусированный кварцевый пьезоэлемент, элементы крепления и нераспыляемый газопоглотитель. За счет применения газопоглотителя обеспечивается долговременная работа кварцевого пьезоэлемента. Недостатками такой конструкции являются: увеличенный объем корпуса из-за необходимости размещения внутри газопоглотителя, необходимость в дополнительных электрических вводах для подачи напряжения на нагреватель газопоглотителя с целью его активации, необходимость в защитных экранах от теплового излучения газопоглотителя в момент его активации. Температура активации газопоглотителя лежит в пределах от 350°С до 1000°С в зависимости от его состава. При использовании внутри корпуса электронных компонентов (полупроводниковых приборов, конденсаторов и резисторов), образующих электрическую схему генератора, выход теплового излучения во время активации газопоглотителя может повредить или модифицировать характеристики электронных компонентов.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является вакуумированная конструкция детектирующего элемента [3]. В данном прототипе газопоглотитель не встраивается во внутренний объем корпуса, а размещается на наружной поверхности основания корпуса. Внутренний объем газопоглотителя связан с внутренним объемом корпуса прибора - детектирующего элемента - отверстием. Перед герметизацией элемент размещают в специальную вакуумную камеру. В вакуумной камере происходит одновременная откачка и дегазация внутреннего пространства прибора и высокотемпературная активация внутреннего пространства газопоглотителя, выполненного в виде отдельного корпуса с закрепленной внутри, например, таблеткой газопоглотителя. Причем корпус прибора и отдельный корпус с газопоглотителем в момент обезгаживания и активации находятся на некотором удалении друг от друга, таком, что тепловое излучение от газопоглотителя не повреждало электронные компоненты внутри прибора.

На основании корпуса прибора выполнено углубление с кольцеобразной областью, покрытой припоем. На корпусе газопоглотителя также имеется кольцеобразная область с золотым покрытием. После окончания процесса активации и обезгаживания корпус газопоглотителя своей кольцевой областью соединяется с кольцевой областью на корпусе прибора. Припой смачивает золотое покрытие и после выключения подогрева происходит вакуумплотное соединение основания корпуса с корпусом газопоглотителя. Достоинство данного технического решения - газопоглотитель не увеличивает размеры прибора, не требуются дополнительные электрические вводы для активации газопоглотителя, инфракрасное излучение при активации газопоглотителя не повреждает электронные компоненты, находящиеся внутри корпуса прибора.

Недостатком данной конструкции прибора, в котором полость в основании прибора выполнена в виде углубления, в которое встраивается корпус с газопоглотителем, с дном со стороны внутреннего объема прибора и отверстием в дне для сообщения объемов газопоглотителя и внутреннего объема прибора, а по периметру дна выполняется кольцевая проточка, покрытая припоем, являются:

1 - высота корпуса газопоглотителя с газопоглотителем внутри, а следовательно, и его объем ограничены глубиной полости в основании прибора, распространяющейся до дна в основании прибора, что уменьшает объем газа, поглощаемым этим газопоглотителем, а следовательно, и срок службы прибора;

2 - для надежного соединения пайкой корпуса газопоглотителя с основанием прибора, кольцевая проточка должна иметь достаточную ширину (1-2 мм), тем самым занимается полезная площадь на основании прибора, что в ряде случаев неприемлемо.

Задача изобретения - упрощение конструкции кварцевого генератора.

Эта задача достигается следующим образом. Кварцевый генератор представляет собой конструкцию, состоящую из металлического вакуумированного корпуса, в котором размещены керамическая подложка со смонтированными электронными компонентами (электрическая схема генератора) и некорпусированнный кварцевый пьезоэлемент. Металлический корпус выполнен в виде основания с герметичными электрическими вводами и металлической крышки, соединенной с основанием методами сварки, пайки или при помощи клея. В основании корпуса генератора выполняется отверстие в виде конуса, и, соответственно, корпус газопоглотителя с газопоглотителем внутри выполняется в виде конусообразной детали, причем стенки отверстия в основании генератора покрываются припоем, а боковые поверхности корпуса газопоглотителя - золотым покрытием с подслоем титан-никель или тонким слоем припоя, а для удержания расплавленного припоя на боковых поверхностях выполнены кольцевые проточки. Эта конструкция позволяет более точно (без зазоров) производить соединение корпуса газопоглотителя с корпусом генератора.

На фиг. 1 показана конструкция кварцевого генератора с отверстием в корпусе в виде конуса и корпусом газопоглотителя также в виде конусообразной детали.

Здесь: 1 - основание корпуса генератора, 2 - крышка, 3 - керамическая подложка со смонтированными электронными компонентами (электрическая схема генератора), 4 - кварцевый пьезоэлемент, 5 - замкнутая полость генератора, 6 - вводы в основании корпуса, 7 - корпус газопоглотителя, 8 - газопоглотитель, 9 - кольцеобразная область на основании корпуса (конусообразное отверстие), покрытая припоем - область соединения основания корпуса генератора с корпусом газопоглотителя.

На фиг. 2 показана конструкция корпуса газопоглотителя с газопоглотителем в сборе. Здесь: 7 - корпус газопоглотителя, 8 - газопоглотитель, 10 - кольцевые проточки. Проточки необходимы для удержания расплавленного припоя на поверхности конусообразной детали корпуса газопоглотителя.

На фиг. 3 показан фрагмент конструкции корпуса с дополнительным тепловым экраном. Здесь: 1 - основание корпуса генератора, 11 - тепловой экран с отверстиями 12.

Устройство работает следующим образом (фиг. 1). Соединение основания корпуса генератора 1 с основанием газопоглотителя 8 осуществляется следующим образом. В специальной вакуумной камере производится обезгаживание (предварительный прогрев при температуре до 150°С в течение от нескольких минут до десятков часов) корпуса генератора 1 и корпуса газопоглотителя 7 со смонтированным газопоглотителем 8, после чего производится активация газопоглотителя 8 при соответствующей температуре, присущей данному применяемому газопоглотителю (нагрев до температуры 350-600°С в течение десятков минут). Причем корпус генератора 1 и отдельный корпус газопоглотителя 7 с газопоглотителем 8 (фиг. 2) в момент обезгаживания и активации располагаются на некотором удалении друг от друга, таком, чтобы тепловое излучение от газопоглотителя не повреждало электронные компоненты внутри прибора. Температура корпуса генератора 1 (фиг. 1) поддерживается на 10-20°С ниже температуры расплавления припоя в кольцеобразной области основания корпуса генератора 1, например, на уровне 150°С при использовании в качестве припоя индия. В кольцеобразной канавке 10 (фиг. 2) в корпусе газопоглотителя 7 также используется припой, который при высокой температуре активации (350-600°С) расплавляется и принимает в сечении выпуклую форму, например в виде полусферы. Температура газопоглотителя 8 обычно выбирается ниже температуры припоя. В случае применения в качестве припоя индия температура испарения более 800°С, а применение в качестве припоя олова более 1000°С.

По истечении времени активации (обычно от нескольких минут до нескольких часов) производится соединение корпуса газопоглотителя 7 с кольцеобразной областью 9 в основании корпуса генератора 1, при этом часть тепла от корпуса газопоглотителя 7 передается на припой на боковой поверхности кольцеобразной области 9 в основании корпуса генератора 1, что приводит к его расплавлению. В этот момент выключается нагрев корпуса газопоглотителя 7 и корпуса генератора 1. Припой в месте соединения основания корпуса генератора 1 и корпуса газопоглотителя 7 затвердевает, при этом образуется вакуумплотное соединение корпуса газопоглотителя 7 с корпусом генератора 1. При этом происходит герметизация замкнутой полости генератора 5 (фиг. 1). Активированный газопоглотитель поддерживает в течение жизненного цикла кварцевого генератора (до 25 лет) вакуум внутри замкнутой полости генератора 5, тем самым, обеспечивая высокую долговременную стабильность частоты.

Для уменьшения влияния теплового воздействия от нагретого корпуса газопоглотителя 7 на керамическую подложку со смонтированными электронными компонентами (электрическая схема генератора) 3 (фиг. 1), кольцеобразная область 9 (фиг. 1) в основании корпуса генератора 1 может быть дополнительно со стороны внутреннего объема корпуса генератора прикрываться тепловым экраном 11 с отверстиями 12, как это показано на фиг. 3.

По сравнению с прототипом заявленная конструкция кварцевого генератора обладает следующими преимуществами.

1. Нет необходимости в обеспечении кольцевой области на корпусе газопоглотителя и на основании корпуса генератора, что позволяет экономить занимаемую площадь на основании корпуса генератора.

2. Кольцевая область на основании корпуса генератора выполняется в виде сквозного отверстия, что позволяет увеличить объем газопоглотителя, встраиваемого в основание корпуса генератора, а сквозное отверстие позволяет увеличить скорость откачки остаточных газов газопоглотителем в процессе обезгаживания и эксплуатации кварцевого генератора.

3. Конусообразная конструкция корпуса газопоглотителя и конусообразное отверстие в основании корпуса генератора позволяет более точно (без зазоров) производить соединение корпуса газопоглотителя с корпусом генератора.

Источники информации

1. Термостатируемый кварцевый генератор. Патент РФ №2503122 от 27.12.2013 г.

2. Кварцевый резонатор. Патент РФ №2351062 от 23.03.2009 г.

3. Элемент для детектирования электромагнитного излучения, в частности инфракрасного излучения, модуль формирования оптического инфракрасного изображения, включающий такой элемент и способ для его реализации. Патент РФ №2386157 от 10.04.2010 г.


КВАРЦЕВЫЙ ГЕНЕРАТОР
КВАРЦЕВЫЙ ГЕНЕРАТОР
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 72 items.
27.07.2014
№216.012.e338

Термостабильный узкополосный фильтр на поверхностных акустических волнах

Изобретение относится к акустоэлектронике и может быть использовано для изготовления термостабильных фильтров на поверхностных акустических волнах. Достигаемый технический результат - повышение термостабильности и улучшение механической прочности конструкции. Термостабильный узкополосный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002523958
Дата охранного документа: 27.07.2014
25.08.2017
№217.015.9a35

Подъемно-мачтовое устройство

Изобретение относится к антенной технике, в частности к стационарной, и может быть использовано в подъемно-мачтовых устройствах (ПМУ), устанавливаемых на фундамент бетонный, свайный или свайно-винтовой, для подъема оборудования на заданную высоту, с лебедкой в комплекте для подъема мачты с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002609671
Дата охранного документа: 02.02.2017
25.08.2017
№217.015.c1be

Способ сглаживания поверхности пленки алюминия на диэлектрической подложке

Использование: для изготовления тонкопленочных СВЧ-резонаторов с Брэгговским отражателем. Сущность изобретения заключается в том, что способ сглаживания поверхности пленки алюминия на диэлектрической подложке включает напыление пленки на подложку методом магнетронного распыления алюминиевой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002617890
Дата охранного документа: 28.04.2017
25.08.2017
№217.015.c688

Система односторонней подводной радиосвязи

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в системах односторонней радиосвязи. Технический результат состоит в расширении арсенала технических средств для односторонней радиосвязи надводного объекта с подводным при использовании канала связи в виде воздушной и водной среды....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002618518
Дата охранного документа: 04.05.2017
25.08.2017
№217.015.cd13

Поворотное логопериодическое антенно-фидерное устройство

Изобретение относится к радиотехнической промышленности, точнее к приемно-передающей антенной технике, и представляет собой логопериодическое антенно-фидерное устройство преимущественно для использования в составе поворотных логопериодических антенн декаметрового диапазона. Устройство содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002619849
Дата охранного документа: 18.05.2017
25.08.2017
№217.015.cd6e

Магнитная антенна

Изобретение относится к приемным магнитным антеннам с всенаправленной диаграммой направленности и может быть использовано в полевых условиях в носимом приемнике персонала МЧС и т.п. для приема радиосигналов команд и аварийного оповещения. Магнитная антенна состоит из двух катушек индуктивности,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002619845
Дата охранного документа: 18.05.2017
26.08.2017
№217.015.e00e

Фильтр гармоник коротковолнового передатчика

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в фильтрах гармоник (ФГ) усилителей мощности широкодиапазонных радиопередатчиков. Достигаемый технический результат - снижение уровня гармонических составляющих передаваемого сигнала, начиная с третьей гармоники. Фильтр...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002625426
Дата охранного документа: 13.07.2017
26.08.2017
№217.015.e0dd

Возбудитель для радиопередатчиков

Изобретение относится к технике радиосвязи и может использоваться в передающей аппаратуре радиолинии телеграфной и телефонной связи различного назначения. Задача изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения дистанционного управления от внешних устройств и местного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002625527
Дата охранного документа: 14.07.2017
26.08.2017
№217.015.ebfa

Лестничный реконфигурируемый фильтр

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано для частотной селекции сигналов. Достигаемый технический результат – обеспечение возможности изменения ширины полосы пропускания фильтра и увеличение числа одновременно работающих полос пропускания. Лестничный реконфигурируемый...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002628426
Дата охранного документа: 16.08.2017
26.08.2017
№217.015.ee2a

Фильтр гармоник коротковолнового передатчика

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в фильтрах гармоник усилителей мощности широкодиапазонных радиопередатчиков. Достигаемый технический результат - обеспечение согласования фильтра гармоник по входу во всем рабочем диапазоне частот радиопередатчика и на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002628891
Дата охранного документа: 22.08.2017
Showing 1-10 of 24 items.
27.07.2014
№216.012.e338

Термостабильный узкополосный фильтр на поверхностных акустических волнах

Изобретение относится к акустоэлектронике и может быть использовано для изготовления термостабильных фильтров на поверхностных акустических волнах. Достигаемый технический результат - повышение термостабильности и улучшение механической прочности конструкции. Термостабильный узкополосный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002523958
Дата охранного документа: 27.07.2014
25.08.2017
№217.015.9a35

Подъемно-мачтовое устройство

Изобретение относится к антенной технике, в частности к стационарной, и может быть использовано в подъемно-мачтовых устройствах (ПМУ), устанавливаемых на фундамент бетонный, свайный или свайно-винтовой, для подъема оборудования на заданную высоту, с лебедкой в комплекте для подъема мачты с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002609671
Дата охранного документа: 02.02.2017
25.08.2017
№217.015.c1be

Способ сглаживания поверхности пленки алюминия на диэлектрической подложке

Использование: для изготовления тонкопленочных СВЧ-резонаторов с Брэгговским отражателем. Сущность изобретения заключается в том, что способ сглаживания поверхности пленки алюминия на диэлектрической подложке включает напыление пленки на подложку методом магнетронного распыления алюминиевой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002617890
Дата охранного документа: 28.04.2017
25.08.2017
№217.015.c688

Система односторонней подводной радиосвязи

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в системах односторонней радиосвязи. Технический результат состоит в расширении арсенала технических средств для односторонней радиосвязи надводного объекта с подводным при использовании канала связи в виде воздушной и водной среды....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002618518
Дата охранного документа: 04.05.2017
25.08.2017
№217.015.cd13

Поворотное логопериодическое антенно-фидерное устройство

Изобретение относится к радиотехнической промышленности, точнее к приемно-передающей антенной технике, и представляет собой логопериодическое антенно-фидерное устройство преимущественно для использования в составе поворотных логопериодических антенн декаметрового диапазона. Устройство содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002619849
Дата охранного документа: 18.05.2017
25.08.2017
№217.015.cd6e

Магнитная антенна

Изобретение относится к приемным магнитным антеннам с всенаправленной диаграммой направленности и может быть использовано в полевых условиях в носимом приемнике персонала МЧС и т.п. для приема радиосигналов команд и аварийного оповещения. Магнитная антенна состоит из двух катушек индуктивности,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002619845
Дата охранного документа: 18.05.2017
26.08.2017
№217.015.e00e

Фильтр гармоник коротковолнового передатчика

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в фильтрах гармоник (ФГ) усилителей мощности широкодиапазонных радиопередатчиков. Достигаемый технический результат - снижение уровня гармонических составляющих передаваемого сигнала, начиная с третьей гармоники. Фильтр...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002625426
Дата охранного документа: 13.07.2017
26.08.2017
№217.015.e0dd

Возбудитель для радиопередатчиков

Изобретение относится к технике радиосвязи и может использоваться в передающей аппаратуре радиолинии телеграфной и телефонной связи различного назначения. Задача изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения дистанционного управления от внешних устройств и местного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002625527
Дата охранного документа: 14.07.2017
26.08.2017
№217.015.ebfa

Лестничный реконфигурируемый фильтр

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано для частотной селекции сигналов. Достигаемый технический результат – обеспечение возможности изменения ширины полосы пропускания фильтра и увеличение числа одновременно работающих полос пропускания. Лестничный реконфигурируемый...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002628426
Дата охранного документа: 16.08.2017
26.08.2017
№217.015.ee2a

Фильтр гармоник коротковолнового передатчика

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в фильтрах гармоник усилителей мощности широкодиапазонных радиопередатчиков. Достигаемый технический результат - обеспечение согласования фильтра гармоник по входу во всем рабочем диапазоне частот радиопередатчика и на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002628891
Дата охранного документа: 22.08.2017
+ добавить свой РИД