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一种用于智能穿戴设备的滤波器

阅读：847发布：2020-05-11

专利汇可以提供一种用于智能穿戴设备的滤波器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明实施例涉及滤波器技术领域，公开了一种用于智能穿戴设备的滤波器，包括薄膜太阳能电池、壳体、谐振管、控制器、TEC降温器以及热敏电阻温度传感器，其中，谐振管、控制器、热敏电阻温度传感器设置于壳体内，薄膜太阳能电池、TEC降温器设置于壳体上，薄膜太阳能电池与控制器连接，用于向滤波器内的工作器件提供工作电源，热敏电阻温度传感器与谐振管、控制器连接，热敏电阻温度传感器用于检测谐振管的工作温度，并将检测到的谐振管的温度信号发送至控制器，控制器与TEC降温器，控制器根据温度信号控制TEC降温器的工作状态。本发明实施例提供了一种频率稳定、频率温度特性平稳的滤波器用石英晶体谐振器，解决了现有谐振器频率不稳定、频率温度特性差的问题。，下面是一种用于智能穿戴设备的滤波器专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种用于智能穿戴设备的滤波器，其特征在于，包括薄膜太阳能电池、壳体、谐振管、控制器、TEC降温器以及热敏电阻温度传感器，其中，所述谐振管、所述控制器、所述热敏电阻温度传感器设置于所述壳体内，所述薄膜太阳能电池、所述TEC降温器设置于所述壳体上，所述薄膜太阳能电池与所述控制器连接，用于向所述滤波器内的工作器件提供工作电源，所述热敏电阻温度传感器与所述谐振管、所述控制器连接，所述热敏电阻温度传感器用于检测所述谐振管的工作温度，并将检测到的所述谐振管的温度信号发送至所述控制器，所述控制器与所述TEC降温器，所述控制器根据所述温度信号控制所述TEC降温器的工作状态；
所述壳体采用金属材料制造而成，外形呈圆形柱状或者多边形柱状，所述谐振管采用石英晶片制成，所述谐振管表面作金属化处理，在对所述谐振管表面作金属化处理时，先对所述谐振管进行表面电镀铜和银处理真空，然后再进行镀铬处理；其中，所述谐振管采用低膨胀系数的石英晶片制成；所述谐振管呈圆形柱状或者多边形柱状；
所述滤波器还包括调谐杆以及盖设于所述壳体上的盖板，且所述盖板上设有固定孔，所述调谐杆安装于所述固定孔上，所述谐振管固定于所述壳体的底部，所述调谐杆的第一端插设于所述壳体的内部，所述调谐杆的第二端位于所述壳体的外部，所述谐振管具有凹陷部，所述调谐杆的第一端插设于凹陷部内，通过该调谐杆相对所述谐振管的位置微调来改变所述滤波器的射频参数。
2.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，所述谐振管采用石英晶片制成的步骤如下：1)对石英晶片点银点、烧结：在石英晶片上点直径为0.5mm～0.8mm的银点，再将点银点后的石英晶片进行烧结，银点设在石英晶片的振动节点上；2)在石英晶体上焊接引线；3)在石英晶片表面真空镀上一层电极；4)频率粗调：根据面切变振动的频率方程式，改变晶片边比；5)对进行频率粗调的石英晶片依次进行上架、封压、老化。
3.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，在步骤1)之前进行步骤a)石英晶片的清洗：对石英晶片进行清洗，去除石英晶片表面的多种有机污物、无机污物。
4.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，在步骤1)中，在石英晶片上点的银点的直径为0.65mm。
5.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，在步骤2)中，引线为镀银硅青铜线，引线的直径为0.16mm～0.20mm，采用热吹风焊接技术将引线与石英晶片上的银点焊接。
6.根据权利要求5所述的滤波器，其特征在于，所述引线的直径为0.18mm。
7.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，在步骤5)中，上架：将石英晶片焊接在支架上；封压：将低频石英晶片封装在保护性外壳之内；老化：将封压后的低频石英晶片放入
100℃烘箱内烘烤48小时。
8.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，在步骤5)之后，进行步骤6)测试：检测石英晶片的频率稳定性、谐振特性、频率温度特性。
9.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，所述壳体的金属表面采用防锈镀层处理。
10.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，所述壳体表面的金属通过真空蒸汽沉积形成。

说明书全文

一种用于智能穿戴设备的滤波器

技术领域

[0001] 本发明实施例涉及滤波器技术领域，特别涉及一种用于智能穿戴设备的滤波器。

背景技术

[0002] 目前，通信系统频谱越来越拥挤，移动通信从GSM900，1900MHz往TD2010～2025MHz，Wimax3.5GHz的高频段发展，滤波器的体积也是越来越小，基站系统结构更加紧凑和灵活，但是滤波器的温度漂移(下简称温漂)一般来说是随着频段的升高而增加，低频下，滤波器的温漂指标相对较小，到了高频3.5GHz，滤波器的温漂已经很大。

[0003] 在对现有技术的研究和实践过程中，本发明的发明人发现，在现有技术中，传统的易切削钢和黄铜谐振管已经难以满足射频指标的实现，为了更好的实现高频段滤波器的温漂指标，谐振管必须采用低线膨胀系数的殷钢材料，然而殷钢材料非常昂贵，难以在民用产品中大量应用。

发明内容

[0004] 本发明实施例的目的在于提供一种频率稳定、频率温度特性平稳的滤波器用石英晶体谐振器，解决了现有谐振器频率不稳定、频率温度特性差的问题。

[0005] 为解决上述技术问题，本发明的实施例提供了一种用于智能穿戴设备的滤波器，包括薄膜太阳能电池、壳体、谐振管、控制器、TEC降温器以及热敏电阻温度传感器，其中，谐振管、控制器、热敏电阻温度传感器设置于壳体内，薄膜太阳能电池、TEC降温器设置于壳体上，薄膜太阳能电池与控制器连接，用于向滤波器内的工作器件提供工作电源，热敏电阻温度传感器与谐振管、控制器连接，热敏电阻温度传感器用于检测谐振管的工作温度，并将检测到的谐振管的温度信号发送至控制器，控制器与TEC降温器，控制器根据温度信号控制TEC降温器的工作状态；

[0006] 壳体采用金属材料制造而成，外形呈圆形柱状或者多边形柱状，谐振管采用石英晶片制成，谐振管表面作金属化处理，在对谐振管表面作金属化处理时，先对谐振管进行表面电镀铜和银处理真空，然后再进行镀铬处理；其中，谐振管采用低膨胀系数的石英晶片制成；谐振管呈圆形柱状或者多边形柱状；

[0007] 滤波器还包括调谐杆以及盖设于壳体上的盖板，且盖板上设有固定孔，调谐杆安装于固定孔上，谐振管固定于壳体的底部，调谐杆的第一端插设于壳体的内部，调谐杆的第二端位于壳体的外部，谐振管具有凹陷部，调谐杆的第一端插设于凹陷部内，通过该调谐杆相对谐振管的位置微调来改变滤波器的射频参数。

[0008] 优选地，谐振管采用石英晶片制成的步骤如下：1)对石英晶片点银点、烧结：在石英晶片上点直径为0.5mm～0.8mm的银点，再将点银点后的石英晶片进行烧结，银点设在石英晶片的振动节点上；2)在石英晶体上焊接引线；3)在石英晶片表面真空镀上一层电极；4)频率粗调：根据面切变振动的频率方程式，改变晶片边比；5)对进行频率粗调的石英晶片依次进行上架、封压、老化。

[0009] 优选地，在步骤1)之前进行步骤a)石英晶片的清洗：对石英晶片进行清洗，去除石英晶片表面的多种有机污物、无机污物。

[0010] 优选地，在步骤1)中，在石英晶片上点的银点的直径为0.65mm。

[0011] 优选地，在步骤2)中，引线为镀银硅青铜线，引线的直径为0.16mm～0.20mm，采用热吹风焊接技术将引线与石英晶片上的银点焊接。

[0012] 优选地，引线的直径为0.18mm。

[0013] 优选地，在步骤5)中，上架：将石英晶片焊接在支架上；封压：将低频石英晶片封装在保护性外壳之内；老化：将封压后的低频石英晶片放入100℃烘箱内烘烤48小时。

[0014] 优选地，在步骤5)之后，进行步骤6)测试：检测石英晶片的频率稳定性、谐振特性、频率温度特性。

[0015] 优选地，壳体的金属表面采用防锈镀层处理。

[0016] 优选地，壳体表面的金属通过真空蒸汽沉积形成。附图说明

[0017] 一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

[0018] 图1是根据本发明实施例中的滤波器的结构示意图；

[0019] 图2是根据本发明实施例中的滤波器中功能模块的示意图；

[0020] 图3根据本发明实施例中的调谐杆的安装示意图；

具体实施方式

[0021] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施例进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施例中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施例的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

[0022] 本发明的实施例涉及一种用于智能穿戴设备的滤波器，如图1～3，包括薄膜太阳能电池1、壳体2、谐振管3、控制器4、TEC降温器5以及热敏电阻温度传感器6，其中，谐振管3、控制器4、热敏电阻温度传感器6设置于壳体内，薄膜太阳能电池1、TEC降温器5设置于壳体2上，薄膜太阳能电池1与控制器4连接，用于向滤波器内的工作器件提供工作电源，热敏电阻温度传感器6与谐振管3、控制器4连接，热敏电阻温度传感器6用于检测谐振管3的工作温度，并将检测到的谐振管3的温度信号发送至控制器4，控制器4与TEC降温器5，控制器4根据温度信号控制TEC降温器5的工作状态；

[0023] 壳体2采用金属材料制造而成，外形呈圆形柱状或者多边形柱状，谐振管3采用石英晶片制成，一般而言，石英玻璃具有非常低的线膨胀系数(Coefficient of Linear Thermal Expansion，CLTE，线性热膨胀系数，简称线膨胀系数)，在室温到100℃范围内，其CLTE小于1ppm(part per million，百万分率)。1ppm/℃表示当环境温度在某个参考点(通常是25℃)每变化1℃，输出电压偏离其标称值的百万分之一。谐振管3表面作金属化处理，在对谐振管3表面作金属化处理时，先对谐振管3进行表面电镀铜和银处理真空，然后再进行镀铬处理；其中，谐振管3采用低膨胀系数的石英晶片制成；谐振管3呈圆形柱状或者多边形柱状；

[0024] 滤波器还包括调谐杆7以及盖设于壳体2上的盖板8，且盖板8上设有固定孔，调谐杆7安装于固定孔上，谐振管3固定于壳体2的底部，调谐杆7的第一端插设于壳体2的内部，调谐杆7的第二端位于壳体2的外部，谐振管3具有凹陷部，调谐杆7的第一端插设于凹陷部内，通过该调谐杆7相对谐振管3的位置微调来改变滤波器的射频参数。

[0025] 谐振管采用石英晶片制成的步骤如下：1)对石英晶片点银点、烧结：在石英晶片上点直径为0.5mm～0.8mm的银点，再将点银点后的石英晶片进行烧结，银点设在石英晶片的振动节点上；2)在石英晶体上焊接引线；3)在石英晶片表面真空镀上一层电极；4)频率粗调：根据面切变振动的频率方程式，改变晶片边比；5)对进行频率粗调的石英晶片依次进行上架、封压、老化。

[0026] 通过在石英晶片上点合适大小的银点，使得石英晶体谐振器的频率稳定性、谐振特性、频率温度特性均得到明显提高。用本发明的方法制作的石英晶体谐振器的频率稳定性更加稳定，在整个使用温度内频率温度特性曲线光滑，不出现跳点、停振现象，频率随时间变化也很有规律。

[0027] 为了减少石英振子振动能量的损耗，银点设在石英振子的振动节点上，节点不参加振动。因此从理论上讲，银点越小越好。银点太大或偏离节点位置，会使石英晶体的动态电阻增大，造成零温度系数点的偏移；若银点太小，它与石英晶片的结合力小，不能承受石英晶片的重量负荷和冲击、振动力的作用。因此银点的大小要与石英晶片几何尺寸成比例，并兼顾石英谐振器的各项技术要求，选择银点大小在0.5～0.8mm范围内，此时银点不与节点偏离并与石英晶片良好结合，银点可有效提高石英晶体谐振器振动时的频率稳定性、谐振特性、频率温度特性。

[0028] 在步骤1)之前进行步骤a)石英晶片的清洗：对石英晶片进行清洗，去除石英晶片表面的多种有机污物、无机污物。具体地，石英晶片在研磨后表面粘附着多种有机或无机的污物，如石蜡、虫胶、机油、磨料、金属及其氧化物等，这些脏物的存在阻碍甚至破坏石英晶体谐振器的正常振动。对在对石英晶片点银点之前，将石英晶片进行彻底清洗，可提高石英晶体谐振器的振动特性。

[0029] 在步骤1)中，在石英晶片上点的银点的直径为0.65mm。当石英晶片上点的银点的直径为0.650mm时，银点在处于节点和与石英晶片结合之间得到最佳平衡，银点能稳定且充分的发挥作用，此时，银点能最大提高石英晶体谐振器振动时的频率稳定性、谐振特性、频率温度特性。

[0030] 在步骤2)中，引线为镀银硅青铜线，引线的直径为0.16mm～0.20mm，采用热吹风焊接技术将引线与石英晶片上的银点焊接。具体地，引线采用直径为0.16mm～0.20mm的镀银硅青铜线，采用热吹风焊接技术使引线与银点牢固连接。在低频振子中，引线是石英晶片的支撑点，也是电极引出线，当引线的材料为镀银硅青铜线、直径为0.16mm～0.20mm，石英晶体谐振器的振动特性相应得到提高。

[0031] 优选地，引线的直径为0.18mm。引线能最大程度地提高石英晶体谐振器的频率稳定性、谐振特性、频率温度特性。

[0032] 在步骤5)中，上架：将石英晶片焊接在支架上；封压：将低频石英晶片封装在保护性外壳之内；老化：将封压后的低频石英晶片放入100℃烘箱内烘烤48小时。将石英振子牢固可靠的焊接在支架上，利于频率的微调和引出振子电极。将封压后的低频石英晶体放入100℃烘箱内烘烤48小时，使得晶体频率更加稳定。

[0033] 在步骤5)之后，进行步骤6)测试：检测石英晶片的频率稳定性、谐振特性、频率温度特性。

[0034] 具体地，壳体的金属表面采用防锈镀层处理。

[0035] 优选地，壳体表面的金属通过真空蒸汽沉积形成。

[0036] 本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施例是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

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