ТЕРМОСТАТИРОВАННЫЙ КВАРЦЕВЫЙ ГЕНЕРАТОР

Полезная модель относится к области электротехники, в частности к источникам высокостабильных колебаний, и может быть использовано при разработке термостатированных генераторов с пьезоэлектрическими резонаторами.
Известен термостатированный кварцевый генератор (патент RU №2207704 МПК НО3Н 5/32 опубл. 27.06.2003), который содержит наружный корпус, печатную плату с установленными на ней нетермостатируемыми элементами схемы генератора и теплораспределяющей камерой, в которой размещен резонатор, а на ее боковых стенках установлены нагревательные элементы, при этом теплораспределяющая камера выполнена в виде тонкостенного прямоугольного параллепипеда, а в центральной части основания установлен держатель, в котором закреплены кварцевый резонатор, и датчик температуры, при этом нагревательные элементы размещены симметрично относительно плоскости симметрии теплораспределяющей камеры.
Недостатком известного устройства является то, что конструкция не обеспечивает эту стабильность в широком диапазоне температур и имеет значительные массогабаритные характеристики, что ограничивает область применения таких генераторов.
Известен термостатированный пьезоэлектрический генератор, выбранный нами за прототип (патент RU №2323517 МПК НО3В 5/32 опубл. 27.04.2008), который содержит показанные наружный герметичный корпус с крышкой и основанием, на котором закреплена первая печатная плата с установленными на ней нетермостатируемыми элементами схемы генератора и корпусом пьезоэлектрического резонатора, выполняющего одновременно роль теплораспределяющей камеры. Термостатируемые элементы схемы генератора, в частности терморегулятор с одним или несколькими нагревательными элементами и пьезоэлектрический резонатор с корпусом, размещены на противоположных главных гранях второй печатной платы, которая закреплена на теплоизоляционной прокладке с выполненным в ней углублением для размещения в нем корпуса пьезоэлектрического резонатора. Нижняя грань теплоизоляционной прокладки закреплена на основании корпуса термостатированного пьезоэлектрического генератора, а пространство между внутренней поверхностью крышки наружного герметичного корпуса и элементами схемы генератора заполнено материалом с низкой теплопроводностью, который обеспечивает дополнительно сохранение тепла, в том числе возникающее из-за конвекции и излучения элементами схемы.
Данное техническое решение также имеет значительные массогабаритные характеристики.
Техническим результатом является компактное размещение генератора на печатной плате.
Основной технический результат достигается тем, что в термостатированном кварцевом генераторе, включающем внешний корпус, первую печатную плату с установленными на ней нетермостатируемыми элементами, вторую печатную плату на которой размещены термостатируемыми элементами схемы генератора и пьезоэлектрический резонатор, пространство между внешней поверхностью элементов схемы генератора и внутренней поверхностью корпуса заполнены материалом с низкой теплопроводностью, согласно предложенному решению, внешний корпус образован первой печатной платой и крышкой, а корпус пьезоэлектрического резонатора вставлен в кольцо, при этом кольцо со стороны внутренней поверхности выполнено в нижней части со ступенчатым переходом от большего внутреннего диаметра к меньшему внутреннему диаметру и зажато в нижней части корпусом пьезоэлектрического резонатора и второй печатной платой, а со стороны внешней боковой поверхности кольца закреплен нагревательный элемент.
На рисунке представлен общий вид устройства.
Генератор содержит первую печатную плату 1 с установленными на ней нетермостатируемыми элементами схемы, закрытую крышкой 2, образующую вместе с первой платой корпус генератора. Термостатируемые элементы схемы генератора, корпус пьезоэлектрического резонатора 3 и кольцо 4 размещены на противоположных главных гранях второй печатной платы 5, которая закреплена на первой печатной плате через стойки 6. Корпус пьезоэлектрического резонатора вставлен в кольцо и припаян ко второй печатной плате. На боковой поверхности кольца закреплен нагревательный элемент 7. Термодатчик расположен на обратной стороне второй печатной платы. Пространство между внутренней поверхностью крышки наружного корпуса и элементами схемы генератора заполнено материалом с низкой теплопроводностью 8.
Функцию теплораспределения в предложенном устройстве выполняет кольцо из материала с высокой теплопроводностью, который обеспечивает равномерное температурное поле в объеме камеры термостата при изменении температуры окружающей среды. Напряжение питания генератора составляло 10…12 В, ток потребления 400 мА после включения, 150 мА после прогрева, время прогрева 2 мин.
2
Реализация полезной модели позволяет уменьшить размеры второй печатной платы и разместить нетермостатируемые элементы первой платы под второй платой так, что площадь, занимаемая элементами и топологией генератора составляет 4,0 см.