多功能頻率控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明一般涉及頻率控制裝置，以及具體而言，涉及配置有高頻和低頻諧振器及溫度感測元件的頻率控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)代的電子裝置采用若干頻率參考組件，其被部署以利于多種通信功能，例如蜂窩通信、GPS、W1-F1、藍(lán)牙等。所述頻率參考組件通常包括高頻諧振器和實時時鐘(RTC)諧振器。
[0003]為了使由環(huán)境溫度變化引起的頻率不穩(wěn)定最小化，常常將高頻諧振器與溫度感測組件(例如，熱敏電阻或二極管)封裝在一起，后者用于感測高頻諧振器的溫度，并計算出在該溫度的實際的諧振器的頻率。這種計算頻率校正的方法需要高分辨率的昂貴的模數(shù)轉(zhuǎn)換器來轉(zhuǎn)換溫度感測電壓。在嘗試使用溫度感測和計算校正方法來使RTC頻率不穩(wěn)定最小化時，會遇到由于在RTC諧振器的溫度與溫度感測元件的溫度之間的差而造成的額外困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供了一種單一結(jié)構(gòu)，其包含三個元件-高頻諧振器、低頻諧振器和溫度感測元件，其中，全部三個元件緊密地?zé)狁詈希员氵M一步減小在三個元件的任意元件之間的溫度差。該結(jié)構(gòu)提供了以下優(yōu)點:
[0005]它有利于改進溫度感測精度和改進溫度感測分辨率，
[0006]它無需昂貴的高分辨率模數(shù)轉(zhuǎn)換器；
[0007]它提供了物理尺寸的減小和成本的降低。
【附圖說明】
[0008]在附圖中:
[0009]圖1是由本發(fā)明提供的頻率控制裝置的橫截面圖，其中，高頻諧振器、低頻諧振器和溫度感測元件位于相同的密封腔內(nèi)。
[0010]圖2是由本發(fā)明提供的頻率控制裝置的橫截面圖，其中，高頻諧振器和低頻諧振器位于相同的密封腔內(nèi)，而溫度感測元件放置在該結(jié)構(gòu)的非密封部分中。
[0011]圖3是由本發(fā)明提供的頻率控制裝置的橫截面圖，其中，高頻諧振器、低頻諧振器和溫度感測元件容納在單獨的封裝中，后者隨后組裝為單一組件。
【具體實施方式】
[0012]在此提出的實施例是本發(fā)明可能的實現(xiàn)方式的例子。公開的實施例不限制本發(fā)明的范圍，在本公開的權(quán)利要求部分中描述所述范圍。
[0013]參考圖1，本發(fā)明提出的裝置顯示為使用單一的多層陶瓷封裝來實施，其容納三個元件-高頻諧振元件1、低頻諧振元件2和溫度感測元件3-全部三個元件都位于相同的密封腔內(nèi)，所述密封腔包括陶瓷封裝4和蓋子5。優(yōu)選地，諧振元件I是AT切型石英晶體，諧振元件2是32.768kHz音叉型晶體，以及溫度感測元件3是熱敏電阻?？商鎿Q地，可以代之以使用其他類型的高低頻諧振器，例如SC切型晶體、聲表面波(SAW)諧振元件或者MEMS諧振器；此外，溫度感測元件可以可替換地實施為二極管、專用溫度感測集成電路、或者其諧振頻率對于溫度敏感的諧振元件(例如Y切型石英晶體)。
[0014]參考圖2，通過將三個元件放置在陶瓷封裝4的單獨的腔中來實施所示的裝置:高頻和低頻諧振元件I和2位于由蓋子5封閉的密封腔中，而溫度感測元件3位于封裝4的下部中的非密封腔中。
[0015]在一些情況下，使用易于獲得的“標(biāo)準(zhǔn)”的封裝的高和/或低頻諧振器可能更為方便，如圖3中所示的實施例中那樣。在此，高和低頻諧振元件(對應(yīng)于I和2)裝入由蓋子7和8封閉的單獨的密封陶瓷封裝4和5中；溫度感測元件3放置在陶瓷封裝6的腔中，以及通過將封裝的諧振元件焊接在陶瓷封裝6上來裝配整個裝置。
[0016]其他結(jié)構(gòu)變型當(dāng)然是可能的，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠開發(fā)出其他結(jié)構(gòu)。
[0017]在三個元件之間緊密的空間鄰近以及所得到的熱耦合允許兩個諧振元件I和2的更準(zhǔn)確且更有效的溫度感測，因為溫度感測是通過使用單一溫度感測元件3和單一測量(或者與諧振元件I和2都有關(guān)的單一系列測量)來完成的。將單一溫度感測測量用于兩個諧振元件的能力減小了應(yīng)用系統(tǒng)中的功耗。
[0018]在三個元件之間緊密的空間鄰近與所得到的熱耦合提供了額外的優(yōu)點:本發(fā)明提出的結(jié)構(gòu)促進了更高的分辨率和更便宜的溫度感測方法，從而將低頻諧振元件(例如音叉型晶體)的頻率用作裝置的溫度的指示。在該方法中，使用高頻諧振元件的信號(AT切型晶體的頻率)作為參考頻率來測量低頻諧振元件(例如音叉型晶體)的頻率。在這個方案中，無需使用熱敏電阻的溫度感測所需的高分辨率模數(shù)轉(zhuǎn)換器，因為熱敏電阻將僅用于溫度的近似確定，以便確定當(dāng)前溫度點“屬于”音叉型諧振器的拋物線F(T)曲線的哪一半。
【主權(quán)項】
1.一種頻率控制裝置，被構(gòu)造并提供作為單一組件，包括: 第一諧振元件和第二諧振元件，以使得所述第一諧振元件的諧振頻率實質(zhì)上高于所述第二諧振元件的諧振頻率，及溫度感測元件。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頻率控制裝置，其中，所述第一諧振元件是石英晶體諧振元件。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的頻率控制裝置，其中，所述第一諧振元件是體聲波諧振元件。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的頻率控制裝置，其中，所述第一諧振元件是AT切型晶體諧振元件。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的頻率控制裝置，其中，所述第一諧振元件是SC切型晶體諧振元件。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的頻率控制裝置，其中，所述第一諧振元件是聲表面波諧振元件。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頻率控制裝置，其中，所述第一諧振元件是MEMS諧振元件。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頻率控制裝置，其中，所述第二諧振元件是石英晶體諧振元件。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的頻率控制裝置，其中，所述第二諧振元件是音叉型晶體諧振元件。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頻率控制裝置，其中，所述第二諧振元件是MEMS諧振元件。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頻率控制裝置，其中，所述溫度感測元件是熱敏電阻。12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頻率控制裝置，其中，所述溫度感測元件包含至少一個半導(dǎo)體二極管。13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頻率控制裝置，其中，所述溫度感測元件包含至少一個半導(dǎo)體晶體管。14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頻率控制裝置，其中，所述溫度感測元件是半導(dǎo)體溫度感測電路。15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頻率控制裝置，其中，所述溫度感測元件是其諧振頻率對于溫度敏感的諧振元件。16.—種頻率控制裝置的溫度感測方法，其中裝置的溫度通過使用專用溫度感測元件近似確定，并通過使用高頻諧振元件的頻率作為頻率計算的參考來測量低頻諧振元件的頻率以更準(zhǔn)確地確定。
【專利摘要】一種單一頻率控制裝置包含高頻諧振器、低頻諧振器和溫度感測元件，后者緊密地?zé)狁詈系剿鲋C振器，以便于以較高分辨率和精度感測溫度。該結(jié)構(gòu)提供的額外益處包括較小的尺寸和較低的成本。
【IPC分類】H03B5/32, H03H3/08, G01K1/14, H03H9/05
【公開號】CN104956590
【申請?zhí)枴緾N201380063183
【發(fā)明人】B·J·羅賓遜
【申請人】瑞控有限公司
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2013年10月8日
【公告號】US20150280686, WO2014058328A1