專利名稱：微諧振器溫度控制系統的制作方法
技術領域：
本發明屬于對微系統器件進行溫度控制的技術，特別是一種微諧振器溫度控制系 統。
背景技術：
微諧振器是一種典型的微系統(MEMS)器件，應用領域廣闊。微諧振器不僅可以作 為微頻率源替代石英晶體振蕩器，而且是微諧振式加速度計、微諧振式陀螺儀、微夾鉗等微 傳感器和微執行器的關鍵結構部件，也是微機械濾波器的關鍵結構。微諧振器具有體積小、 成本低、抗沖擊、可大批量加工等特點。微諧振器普遍以硅為材料，采用半導體加工工藝制作。微諧振器在激勵的作用下 振蕩在固有頻率點處，輸出穩定的頻率信號。由于硅為溫度敏感材料，在楊氏模量溫度系數 和熱膨脹系數的作用下，微諧振器的固有頻率值隨溫度發生變化，故而微諧振器固有頻率 是溫度的敏感函數。當溫度改變時，微諧振器的頻率也隨之改變，這種現象嚴重影響了其頻 率穩定性，也限制了其應用范圍。當微諧振器用作頻率基準源時，微諧振器頻率的不穩定性 會造成電路時序的紊亂；在微諧振式微加速度計和微諧振式微陀螺中，微諧振器頻率的不 穩定性會造成加速度計和陀螺的輸出漂移；在微機械濾波器中，微諧振器頻率的不穩定性 會造成濾波截止頻率的偏離，所以微諧振器頻率的溫度穩定性至關重要。1993 年，Clark T. -C. Nguyen 和 Roger Τ. Howe 提出了 一種微諧振器的溫度控 制系統(Clark Τ. -C. Nguyen, Roger Τ. Howe. Microresonator Frequency Control and StabilizationUsing an Integrated Micro Oven. Dig. Transducers' 93, Int. Conf. Solid-State Sensors andActuators, pp. 1040-1043)，該方案將溫度傳感器和溫度執行元 件集成封裝在微諧振器管殼內，溫度傳感器采用熱敏電阻，溫度執行元件為加熱電阻絲，熱 敏電阻測量微諧振器管殼腔體內的溫度，溫度信號經溫度控制電路處理后驅動加熱電阻絲 工作，從而保證微諧振器溫度保持恒定。由于微諧振器管殼腔體內溫度場分布不均且溫度 場存在熱平衡時間，而熱敏電阻與微諧振器結構分布在微諧振器封裝管殼內的不同位置， 故而熱敏電阻測量的溫度與微諧振器結構本身的溫度存在溫度誤差和時間的滯后。2008年，Bongsang Kim等人提出了利用一種微諧振器溫度控制的方案 (BongsangKim, Matthew A. Hopcroft, etc.Temperature Dependence of Quality Factor in MEMSResonators. Microelectromechanical Systems. Vol. 17, No. 3, June 2008),該方 法利用微諧振器Q值存在溫度系數的特性來測量微諧振器的溫度。當溫度改變時，微諧振 器Q值的改變導致微諧振器輸出信號幅值的改變，溫度控制電路檢測出該信號幅值的變化 量，控制溫度執行器工作，從而保證微諧振器溫度保持恒定。該方法利用微諧振器固有特 性，不需溫度傳感器，使溫度控制系統具有體積小，成本低，精度高，響應時間短的優點，但 其微諧振器結構的驅動方式為平板電容式，該方式的驅動電壓與驅動位移存在非線性，其 微諧振器驅動電路為限幅驅動電路，故其輸入給微諧振器的驅動信號為恒定限幅信號，故 而導致微諧振器的振蕩幅度不可隨環境自動調節易受干擾，其加熱絲僅分布在微諧振器的一側，存在加熱不對稱性和熱平衡時間長的問題。
發明內容
本發明的目的在于提供一種微諧振器溫度控制系統，該溫度控制系統無需溫度傳 感器測量溫度，系統體積小，成本低，精度高，響應時間短，易于實現，且微諧振器振蕩幅度 可自動調節保持恒定。實現本發明目的的技術解決方案為一種微諧振器溫度控制系統，由微諧振器、微 諧振器驅動電路、溫度控制電路、溫度執行元件構成微諧振器溫度控制閉環回路，其中微諧 振器驅動電路與微諧振器構成微諧振器驅動閉環回路，所述的微諧振器驅動電路驅動微諧 振器使其穩定工作在固有頻率點處，微諧振器驅動電路輸出的微諧振器驅動交流信號為驅 動微諧振器工作的交流信號，微諧振器驅動電路輸出的直流偏置電壓為驅動微諧振器工作 的直流偏置電壓信號，從而微諧振器驅動電路驅動微諧振器自激振蕩，穩定輸出微諧振器 振動敏感檢測電流信號，同時該微諧振器振動敏感檢測電流信號為微諧振器驅動電路的輸 入信號，微諧振器的Q值具有溫度系數導致微諧振器驅動電路中的電壓有效值信號隨溫度 變化，溫度控制電路取出電壓有效值信號進行運算放大后驅動溫度執行元件工作，使微諧 振器的溫度保持恒定，溫度執行元件由第一溫度執行元件和第二溫度執行元件構成，上下 對稱分布在微諧振器兩側并與微諧振器集成加工在同一硅片上。本發明與現有技術相比，其顯著優點(1)微諧振器溫度控制系統利用了微諧振 器Q值具有溫度系數的固有特性，其直接反映微諧振器的溫度值，通過測量微諧振器電路 中的電壓有效值信號即可測量諧振器溫度，無需溫度傳感器測量溫度，減小了溫度控制系 統的體積和成本，與采用溫度傳感器測量溫度的方式相比較，該系統不存在溫度測量系統 誤差和溫度傳遞的延時，精度高，受外界影響小。(2)微諧振器溫度控制系統適用于各種結 構的微諧振器結構形式，具有廣泛的通用性。(3)微諧振器溫度控制系統中微諧振器驅動電 路采用自動增益控制方式，使得微諧振器驅動電路自動控制、調節微諧振工作在恒定振幅 的共振狀態，相比限幅驅動電路方式，微諧振器的振動更加穩定，受環境影響小。⑷微諧振 器溫度控制系統的設定工作溫度值可以通過溫度控制電路中的溫度設定電壓調節，具有工 作溫度值可自由設定，溫度設定實現方式簡單的優點。(5)微諧振器溫度控制系統的溫度執 行元件對稱分布在微諧振器上下兩側，溫度執行元件對稱加熱微諧振器，加熱更快且熱平 衡時間更短。(6)微諧振器溫度控制系統的微諧振器、微諧振器驅動電路、溫度控制電路和 溫度執行元件加工在同一單晶硅晶片上并采用晶圓級封裝技術真空封裝，真空封裝的微諧 振器溫度控制系統晶片安裝在外殼中，系統晶片與外殼之間填充絕熱材料隔絕外界環境溫 度，相比傳統的溫度控制系統，其體積小，可小于lcm3;精度高，溫度控制精度可達0.01°C ； 系統響應時間短，系統平衡時間可小于lmin ；系統功耗低，系統整體功耗在毫瓦量級。(7) 微諧振器溫度控制系統應用廣泛，可以應用于任何含有微諧振器結構的微傳感器和微執行 器、微濾波器、微頻率源的溫度控制。下面結合附圖對本發明作進一步詳細描述。
圖1為微諧振器溫度控制系統原理示意框圖。
圖2為微諧振器與溫度執行元件結構示意圖。圖3為微諧振器驅動電路示意框圖。圖4為溫度控制電路示意框圖。圖5為微諧振器溫度控制系統示意圖。
具體實施方式
結合圖1，本發明微諧振器溫度控制系統，利用微諧振器Q值具有溫度系數的特點 實現溫度測量，系統無需溫度傳感器，由微諧振器200、微諧振器驅動電路300、溫度控制電 路400、溫度執行元件500構成微諧振器溫度控制閉環回路，其中微諧振器驅動電路300與 微諧振器200構成微諧振器驅動閉環回路。所述的微諧振器驅動電路300驅動微諧振器200 使其穩定工作在固有頻率點處，微諧振器驅動電路300輸出的微諧振器驅動交流信號313 為驅動微諧振器工作的交流信號，微諧振器驅動電路300輸出的直流偏置電壓314為驅動 微諧振器200工作的直流偏置電壓信號，從而微諧振器驅動電路300驅動微諧振器200自 激振蕩，穩定輸出微諧振器振動敏感檢測電流信號310，同時該微諧振器振動敏感檢測電流 信號310為微諧振器驅動電路300的輸入信號，微諧振器200的Q值具有溫度系數導致微 諧振器驅動電路300中的電壓有效值信號312隨溫度變化，溫度控制電路400取出電壓有 效值信號312進行運算放大后驅動溫度執行元件500工作，使微諧振器200的溫度保持恒 定，溫度執行元件500由第一溫度執行元件500a和第二溫度執行元件500b構成，上下對稱 分布在微諧振器200兩側并與微諧振器200集成加工在同一硅片上。其中，微諧振器200結構和溫度執行元件500結構的材料均為單晶硅且采用集成 加工工藝使微諧振器200、微諧振器驅動電路300、溫度控制電路400和溫度執行元件500 加工在同一單晶硅晶片上。加工在同一硅片上的微諧振器溫度控制系統采用品圓級封裝技 術真空封裝后安裝在外殼601中，真空封裝的微諧振器溫度控制系統晶片220與外殼之間 填充絕熱材料602使晶片與外界環境熱隔離。結合圖2，本發明微諧振器溫度控制系統的具體構造將微諧振器200、微諧振器驅 動電路300、溫度控制電路400、溫度執行元件500集成如下所述的微諧振器200為制作 在單晶硅上的梳狀微諧振器結構，在單晶硅基底210上加工出信號引線，梳狀微諧振器結 構由雙端固定音叉202、左邊驅動線性梳狀梳齒203a、右邊驅動線性梳狀梳齒203b、左邊第 一敏感線性梳狀梳齒204a、左邊第二敏感線性梳狀梳齒204b、右邊第一敏感線性梳狀梳齒 204c和右邊第二敏感線性梳狀梳齒204d組成，其中雙端固定音叉202由上錨定點201a和 下錨定點201b懸浮固定在單晶硅基底210上，左邊驅動線性梳狀梳齒203a和右邊驅動線 性梳狀梳齒203b為驅動梳齒錨定在單晶硅基底210上，左邊第一敏感線性梳狀梳齒204a、 左邊第二敏感線性梳狀梳齒204b、右邊第一敏感線性梳狀梳齒204c、右邊第二敏感線性梳 狀梳齒204d為檢測梳齒分別錨定在單晶硅基底210上，加工在單晶硅基底210上的左邊驅 動電極205a與左邊驅動線性梳狀梳齒203a連接并在左邊驅動線性梳狀梳齒203a上施加 直流偏置的交流電壓，加工在單晶硅基底210上的右邊驅動電極205b與右邊驅動線性梳狀 梳齒連接并在右邊線性梳狀梳齒203b上施加相同的直流偏置的交流電壓，左邊敏感電極 205c與右邊敏感電極205d分別輸出左邊第一敏感線性梳狀梳齒204a、左邊第二敏感線性 梳狀梳齒204b與右邊第一敏感線性梳狀梳齒204c、右邊第二敏感線性梳狀梳齒204d的微諧振器振動敏感檢測電流信號310。左邊第一敏感線性梳狀梳齒204a和左邊第二敏感線性 梳狀梳齒204b連接到加工在單晶硅基底210上的左邊敏感電極205c，右邊第一敏感線性 梳狀梳齒204c和右邊第二敏感線性梳狀梳齒204d連接到加工在單晶硅基底210上的右邊 敏感電極205d ；當微諧振器驅動電路300的輸出微諧振器驅動交流信號313和直流偏置電 壓314到左邊驅動電極205a、右邊驅動電極205b上，驅動梳齒電容將信號轉換成與其同頻 率的驅動力施加在微諧振器200上。當驅動電壓的信號頻率等于微諧振器200結構的固有 頻率時，微諧振器200產生共振，此時微諧振器200的左邊第一敏感線性梳狀梳齒204a、左 邊第二敏感線性梳狀梳齒204b、右邊第一敏感線性梳狀梳齒204c、右邊第二敏感線性梳狀 梳齒204d檢測輸出的同頻率的微諧振器振動敏感檢測電流信號310達最大值。溫度執行 元件500為對稱分布在微諧振器兩側的加熱絲，溫度控制電路輸出的溫度控制信號411通 過溫度執行元件上側第一電極503a、溫度執行元件上側第二電極503b、溫度執行元件下側 第一電極503c、溫度執行元件下側第二電極503d施加到第一電阻絲501a、第二電阻絲501b 兩端，第一電阻絲501a、第二電阻絲501b結構通過溫度執行元件上邊第一錨定點502a、溫 度執行元件上邊第二錨定點502b、溫度執行元件下邊第一錨定點502c、溫度執行元件下邊 第二錨定點502d懸浮固定在單晶硅基底210上。如圖3，本發明微諧振器溫度控制系統的微諧振器驅動電路300采用自動增益控 制方式，由互阻放大器301、有效值電路302、增益控制電路303、直流偏置電路304組成，其 中微諧振器200的左邊敏感電極205c和右邊敏感電極205d連接到互阻放大器301的輸入 端，增益控制電路303的輸出端連接到左邊驅動電極205a和右邊驅動電極205b，互阻放大 器301將左邊敏感電極205c和右邊敏感電極205d輸出的微諧振器振動敏感檢測電流信號 310轉化為互阻放大器輸出電壓信號311，互阻放大器輸出電壓信號311—路經過有效值電 路302檢測轉換后輸出電壓有效值信號312到增益控制電路303的控制信號輸入端，互阻 放大器輸出電壓信號311另一路輸入給增益控制電路303的被控制信號輸入端，增益控制 電路303以電壓有效值信號312為控制信號調節互阻放大器輸出電壓信號311的放大倍數 輸出微諧振器驅動交流信號313，微諧振器驅動交流信號313為左邊驅動電極205a和右邊 驅動電極205b的輸入交流信號，其使微諧振器200振蕩幅度保持恒定；直流偏置電路304 在左邊驅動電極205a、右邊驅動電極205b、左邊敏感電極205c、右邊敏感電極205d施加微 諧振器200工作所需的直流偏置電壓314。結合圖4，本發明微諧振器溫度控制系統未采用溫度傳感器測量溫度，而是利用微 諧振器Q值具有溫度系數的本質特性，將微諧振器驅動電路300中反映Q值隨溫度變化的 電壓有效值信號312作為溫度控制電路的溫度輸入信號410。溫度控制電路測量溫度輸入 信號410，其通過比較運算電路402與溫度設定電壓403進行運算處理，運算處理后的信號 再經溫度執行元件驅動電路404放大后輸出溫度控制信號411到溫度執行元件500。所述 的溫度控制電路400包括依次相連的溫度設定電壓403、比較運算電路402和溫度執行元件 驅動電路404，將反映溫度值的微諧振器驅動電路200中的電壓有效值信號312轉換輸出給 第一溫度執行元件500a和第二溫度執行元件500b，溫度控制電路400的比較運算電路402 連接到有效值電路302的輸出端，取微諧振器驅動電路200中的電壓有效值信號312作為 溫度控制電路400的溫度控制輸入信號410，溫度控制輸入信號410與溫度設定電壓值電路 403輸入給比較運算電路402，該比較運算電路402處理后再經溫度執行元件驅動電路404放大后輸出溫度控制信號411到第一溫度執行元件500a和第二溫度執行元件500b，微諧振 器200的設定溫度通過改變溫度設定電壓403自由調節。 結合圖5，本發明微諧振器溫度控制系統的溫 度執行元件500由第一溫度執行元 件500a和第二溫度執行元件500b構成，所述的第一溫度執行元件500a分布在微諧振器 200的上側，第二溫度執行元件500b分布在微諧振器200的下側，兩個溫度執行元件對稱 分布在微諧振器200的上下兩側，第一溫度執行元件500a和第二溫度執行元件500b均由 加熱絲組成，第一溫度執行元件500a的第一電阻絲501a由溫度執行元件上側第一錨定點 502a和溫度執行元件上側第二錨定點502b懸浮固定在單晶硅基底210上，第二溫度執行元 件500b的第二電阻絲501b由溫度執行元件下側第一錨定點502c和溫度執行元件下側第 二錨定點502d懸浮固定在單晶硅基底210上，加工在單晶硅基底上的溫度執行元件上側第 一電極503a、溫度執行元件上側第二電極503b、溫度執行元件下側第一電極503c、溫度執 行元件下側第二電極503d分別對應的連接到溫度執行元件上邊第一錨定點502a、溫度執 行元件上邊第二錨定點502b、溫度執行元件下邊第一錨定點502c、溫度執行元件下邊第二 錨定點502d，溫度控制電路400產生的溫度控制信號411同時施加在溫度執行元件上側第 一電極503a與溫度執行元件上側第二電極503b兩端和溫度執行元件下側第一電極503c 與溫度執行元件下側第二電極503d兩端。
權利要求
一種微諧振器溫度控制系統，其特征在于由微諧振器(200)、微諧振器驅動電路(300)、溫度控制電路(400)、溫度執行元件(500)構成微諧振器溫度控制閉環回路，其中微諧振器驅動電路(300)與微諧振器(200)構成微諧振器驅動閉環回路，所述的微諧振器驅動電路(300)驅動微諧振器(200)使其穩定工作在固有頻率點處，微諧振器驅動電路(300)輸出的微諧振器驅動交流信號(313)為驅動微諧振器工作的交流信號，微諧振器驅動電路(300)輸出的直流偏置電壓(314)為驅動微諧振器(200)工作的直流偏置電壓信號，從而微諧振器驅動電路(300)驅動微諧振器(200)自激振蕩，穩定輸出微諧振器振動敏感檢測電流信號(310)，同時該微諧振器振動敏感檢測電流信號(310)為微諧振器驅動電路(300)的輸入信號，微諧振器(200)的Q值具有溫度系數導致微諧振器驅動電路(300)中的電壓有效值信號(312)隨溫度變化，溫度控制電路(400)取出電壓有效值信號(312)進行運算放大后驅動溫度執行元件(500)工作，使微諧振器(200)的溫度保持恒定，溫度執行元件(500)由第一溫度執行元件(500a)和第二溫度執行元件(500b)構成，上下對稱分布在微諧振器(200)兩側并與微諧振器(200)集成加工在同一硅片上。
2.根據權利要求1所述的微諧振器溫度控制系統，其特征在于系統的具體構造將微 諧振器(200)、微諧振器驅動電路(300)、溫度控制電路(400)、溫度執行元件(500)集成如 下所述的微諧振器(200)為制作在單晶硅上的梳狀微諧振器結構，在單晶硅基底(210) 上加工出信號引線，梳狀微諧振器結構由雙端固定音叉(202)、左邊驅動線性梳狀梳齒 (203a)、右邊驅動線性梳狀梳齒(203b)、左邊第一敏感線性梳狀梳齒(204a)、左邊第二敏 感線性梳狀梳齒(204b)、右邊第一敏感線性梳狀梳齒(204c)和右邊第二敏感線性梳狀梳 齒(204d)組成，其中雙端固定音叉(202)由上錨定點(201a)和下錨定點(201b)懸浮固定 在單晶硅基底(210)上，左邊驅動線性梳狀梳齒(203a)和右邊驅動線性梳狀梳齒(203b) 為驅動梳齒錨定在單晶硅基底(210)上，左邊第一敏感線性梳狀梳齒(204a)、左邊第二敏 感線性梳狀梳齒(204b)、右邊第一敏感線性梳狀梳齒(204c)、右邊第二敏感線性梳狀梳齒 (204d)為檢測梳齒分別錨定在單晶硅基底(210)上，加工在單晶硅基底(210)上的左邊驅 動電極(205a)與左邊驅動線性梳狀梳齒(203a)連接并在左邊驅動線性梳狀梳齒(203a) 上施加直流偏置的交流電壓，加工在單晶硅基底(210)上的右邊驅動電極(205b)與右邊驅 動線性梳狀梳齒連接并在右邊線性梳狀梳齒(203b)上施加相同的直流偏置的交流電壓， 左邊第一敏感線性梳狀梳齒(204a)和左邊第二敏感線性梳狀梳齒(204b)連接到加工在單 晶硅基底(210)上的左邊敏感電極(205c)，右邊第一敏感線性梳狀梳齒(204c)和右邊第二 敏感線性梳狀梳齒(204d)連接到加工在單晶硅基底(210)上的右邊敏感電極(205d)；所述的微諧振器驅動電路(300)由互阻放大器(301)、有效值電路(302)、增益控制電 路(303)、直流偏置電路(304)組成，其中微諧振器(200)的左邊敏感電極(205c)和右邊敏 感電極(205d)連接到互阻放大器(301)的輸入端，增益控制電路(303)的輸出端連接到左 邊驅動電極(205a)和右邊驅動電極(205b)，互阻放大器(301)將左邊敏感電極(205c)和 右邊敏感電極(205d)輸出的微諧振器振動敏感檢測電流信號(310)轉化為互阻放大器輸 出電壓信號(311)，互阻放大器輸出電壓信號(311) —路經過有效值電路(302)檢測轉換后 輸出電壓有效值信號(312)到增益控制電路(303)的控制信號輸入端，互阻放大器輸出電 壓信號(311)另一路輸入給增益控制電路(303)的被控制信號輸入端，增益控制電路(303) 以電壓有效值信號(312)為控制信號調節互阻放大器輸出電壓信號(311)的放大倍數輸出微諧振器驅動交流信號(313)，微諧振器驅動交流信號(313)為左邊驅動電極(205a)和右 邊驅動電極(205b)的輸入交流信號，直流偏置電路(304)在左邊驅動電極(205a)、右邊驅 動電極(205b)、左邊敏感電極(205c)、右邊敏感電極(205d)施加微諧振器(200)工作所需 的直流偏置電壓(314)；所述的溫度控制電路(400)包括依次相連的溫度設定電壓(403)、比較運算電路(402) 和溫度執行元件驅動電路(404)，將反映溫度值的微諧振器驅動電路(200)中的電壓有效 值信號(312)轉換輸出給第一溫度執行元件(500a)和第二溫度執行元件(500b)，溫度控制 電路(400)的比較運算電路(402)連接到有效值電路(302)的輸出端，取微諧振器驅動電 路(200)中的電壓有效值信號(312)作為溫度控制電路(400)的溫度控制輸入信號(410)， 溫度控制輸入信號(410)與溫度設定電壓值電路(403)輸入給比較運算電路(402)，該比較 運算電路(402)處理后再經溫度執行元件驅動電路(404)放大后輸出溫度控制信號(411) 到第一溫度執行元件(500a)和第二溫度執行元件(500b)，微諧振器(200)的設定溫度通過 改變溫度設定電壓(403)自由調節；所述的溫度執行元件(500)由第一溫度執行元件(500a)和第二溫度執行元件(500b) 構成，所述的第一溫度執行元件(500a)分布在微諧振器(200)的上側，第二溫度執行元件 (500b)分布在微諧振器(200)的下側，兩個溫度執行元件對稱分布在微諧振器(200)的上 下兩側，第一溫度執行元件(500a)和第二溫度執行元件(500b)均由加熱絲組成，第一溫度 執行元件(500a)的第一電阻絲(501a)由溫度執行元件上側第一錨定點(502a)和溫度執 行元件上側第二錨定點(502b)懸浮固定在單晶硅基底(210)上，第二溫度執行元件(500b) 的第二電阻絲(501b)由溫度執行元件下側第一錨定點(502c)和溫度執行元件下側第二錨 定點(502d)懸浮固定在單晶硅基底(210)上，加工在單晶硅基底上的溫度執行元件上側第 一電極(503a)、溫度執行元件上側第二電極(503b)、溫度執行元件下側第一電極(503c)、 溫度執行元件下側第二電極(503d)分別對應的連接到溫度執行元件上邊第一錨定點 (502a)、溫度執行元件上邊第二錨定點(502b)、溫度執行元件下邊第一錨定點(502c)、溫 度執行元件下邊第二錨定點(502d)，溫度控制電路(400)產生的溫度控制信號(411)同時 施加在溫度執行元件上側第一電極(503a)與溫度執行元件上側第二電極(503b)兩端和溫 度執行元件下側第一電極(503c)與溫度執行元件下側第二電極(503d)兩端。
3.根據權利要求1所述的微諧振器溫度控制系統，其特征在于微諧振器(200)結構 和溫度執行元件(500)結構的材料均為單晶硅且采用集成加工工藝使微諧振器(200)、微 諧振器驅動電路(300)、溫度控制電路(400)和溫度執行元件(500)加工在同一單晶硅晶片 上。
4.根據權利要求1所述的微諧振器溫度控制系統，其特征在于加工在同一硅片上的 微諧振器溫度控制系統采用晶圓級封裝技術真空封裝后安裝在外殼(601)中，真空封裝的 微諧振器溫度控制系統晶片(220)與外殼之間填充絕熱材料(602)隔絕外界環境溫度。
全文摘要
本發明提供了一種新型的應用于微諧振器的溫度控制系統，微諧振器溫度控制系統由微諧振器、微諧振器驅動電路、溫度控制電路、溫度執行元件組成，其中微諧振器采用梳狀諧振器結構，微諧振器驅動電路采用自動增益控制方式，微諧振器驅動電路與微諧振器形成閉環回路，微諧振器驅動電路保證微諧振器產生穩定的振蕩信號，溫度控制電路測量隨溫度變化的微諧振器驅動電路的信號，運算放大后輸出給溫度執行元件，溫度執行元件在溫度控制電路的作用下保證微諧振器溫度恒定。本發明利用微諧振器Q值的固有溫度特性，不需溫度傳感器，既減小了溫度控制系統的體積和成本又提高了溫度檢測的精度，縮短了溫度控制系統的響應時間。
文檔編號G05D23/20GK101859155SQ20101019822
公開日2010年10月13日 申請日期2010年6月11日 優先權日2010年6月11日
發明者鳳瑞, 施芹, 蘇巖, 裘安萍 申請人:南京理工大學