网络是进入21世纪以后无处不在的,只要生活在社会里就离不开网络,那么是什么东西在’支撑’着网络呢?网络也需要通过载体传播,我们现在使用的网络是通过信号基站输出的,每一个基站由成百上千种材料组成,OCXO晶振是其中比较重要的部分,是网络定时模块不可或缺的频率元件.在传统的OCXO中,为了提高频率稳定性,通过将整个振荡器封闭在保持恒定高温的’烘箱’内,几乎消除了环境温度的影响.由于传统的OCXO体积庞大,价格昂贵且耗电量大,因此Rakon开发了Mercury系列微型OCXO.

在微型OCXO中,微型烤箱将石英晶体振荡器保持在略高于规定工作温度范围的近似恒定温度,例如,对于工作温度范围为-40°至+85°C的器件,≈92°.然后将整个组件作为TCXO处理,并在工厂进行温度扫描,并且每个装置都用校正曲线编程.这使得振荡器在-40°至+85°C范围内的典型稳定性优于±50ppb.这意味着每个设备都在温度室的整个工作温度范围内进行了测试.我们的数据表中规定的工作温度是OCXO附近的空气温度.由于烤箱不具有传统OCXO所要求的严格温度要求,因此可以以更低的成本和更小的封装实现.

请注意,OCXO附近的热源可能会使电路板温度高于空气温度.如果由于客户模块内的对流加热,OCXO的内部温度超过其规定的最高工作温度,则OCXO将不再保持其稳定性.即使OCXO外部的空气温度仍低于OCXO的最高工作温度,也会发生这种情况.重要的是要意识到热量虽然通常被认为是不需要的副产品,但却赋予OCXO晶振稳定性.如果电路板温度低于最高工作温度,则无需冷却设备-事实上,冷却可能对其短期和中期稳定性有害.

一般准则
从程序开始就咨询制造商,并在整个开发过程中继续参与.评估板可用于协助Mercury OCXO的台架测试.该板可以适应各种封装格式选项.
电源注意事项
建议使用本地电源稳压器将器件与外部电源噪声源隔离.本地电源的尺寸必须能够处理器件的预热电流.Miniature OCXO的预热功耗受限于下表:

	热身	25℃下的稳定状态
汞,-20°至+70°C	800mW	350mW
汞,-40°至+85°C	1000mW	400mW

建议将OCXO的电源与靠近器件的10uF电容去耦.
电压控制
在指定电压控制的情况下,重要的是要认识到典型的灵敏度为+8ppm/V,并且控制电压中的小误差可能导致相当大的频率误差.因此,控制电压的接地需要靠近OCXO有源晶振的地连接,因为接地引线阻抗可能引入由流过它的相对大的电流引起的电压(=频率)误差.
热指南
在稳态条件下,OCXO将按照规范执行.在’预热’时段之后达到稳定状态,其包括振荡器和安装它的电路板,在恒定温度和气流的条件下.对于漂移一致性测试,建议在开始测量之前将电路板上电至少24小时(如果部件最近焊接48小时),并将温度变化保持在±1°C范围内(除非相关标准中另有说明).当烤箱试图保持其温度时,OCXO外部温度的变化将导致加热器的电流增加或减少.这是一个临界阻尼闭环系统,其响应将滞后于外部刺激,导致相位和频率变化(即频率漂移).
因此,最好将外部温度波动保持在最低限度.温度波动的主要原因是当风扇以不同的速度运行或间歇使用时气流量的变化.温度变化的另一个来源是OCXO附近的电路间歇性接通.这可以产生足够的热量来干扰热平衡.最好使这种电路远离振荡器.由于不需要冷却OCXO石英晶振,因此可以通过将其与环境隔离来大大提高其短期和中期稳定性.两个重要因素是电路板布局和气流.

印刷电路板布局考虑因素

应用标准RF实践,保持轨道短路并将振荡器放置在定时电路附近.使用规范中详述的推荐焊盘布局.虽然使用接地和电源平面通常是一种很好的做法,但为了避免热能损失,这些平面(铜浇注)不应在任何层中的OCXO下面使用.出于同样的原因,不要在OCXO区域下面布置任何轨道.建议将这个超出石英晶体振荡器尺寸的禁区扩宽至少相当于所用板厚的数量.例如.如果在2上使用具有9.7x7.5mm占位面积的振荡器,轨道和平面禁区应至少为13.7x11.5mm.连接到焊盘的轨道应具有小于1mm的宽度,以避免从OCXO传导热量,并且不应连接到禁区内的任何层.为了进一步减少OCXO与电路板之间的热传递,建议在OCXO周围的电路板上切割1-2mm宽的插槽.如果无法实施这些建议,请联系Rakon讨论潜在的替代解决方案.
气流考虑因素
为了满足规范要求,OCXO恒温晶振必须屏蔽气流.将振荡器放在空气流量低的地方.可以使用高大的部件或机械部件来局部地屏蔽振荡器.如果无法做到这一点或屏蔽不充分,可在OCXO上方放置塑料或金属盖.建议盖子在振荡器上方和周围留出至少几毫米的气隙.下图显示了关闭和间歇时气流(1m/s)的影响.图1显示了没有屏蔽的Mercury性能,图2显示了带有覆盖盖的相同设备.
盖子需要用粘合剂固定.可以使用任何适合于将部件粘合到印刷电路板上的粘合剂.实例是Loctite3220和EpotekTJ1104-LH(以前称为Epotek102-104).这些示例仅供参考-用户仍负责评估适用性.这些器件适用于回流焊接,其工艺与规范中包含的型材兼容.请注意,产品是非密封的,清洁后清洁液可能会被困住.我们不建议清洁晶振,因为残留的水分和/或残留物可能会降低性能.

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