如何解決恒溫晶振OCXO能在任何地方穩(wěn)定工作

關(guān)于作者--SiTime樣品中心

為了加速SiTime MEMS硅晶振產(chǎn)品的應(yīng)用普及，讓中國電子工程師能快速體驗(yàn)MEMS硅晶振的高穩(wěn)定性、高可靠性、超小封裝、超低功耗、超低抖動(dòng)等更多優(yōu)勢(shì)，SiTime公司聯(lián)合本土半導(dǎo)體分銷商北京晶圓電子有限公司共同建立SiTime樣品中心，為用戶提供免費(fèi)樣品申請(qǐng)，小批量試產(chǎn)、現(xiàn)貨應(yīng)急、特價(jià)申請(qǐng)、技術(shù)支持等便捷服務(wù)，更多信息請(qǐng)?jiān)L問www.sitimechina.com，客戶服務(wù)熱線400-888-2483。

OCXO（恒溫晶振）提供了時(shí)序性能的巔峰。很少有定時(shí)器供應(yīng)商能夠達(dá)到OCXO級(jí)穩(wěn)定性，即大約±50 ppb（十億分之一）或更高。由于OCXO提供Stratum 3E *級(jí)時(shí)序穩(wěn)定性，因此它們用于高吞吐量通信網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)新一代都需要更嚴(yán)格的時(shí)序性能。展望未來，OCXO對(duì)于支持自動(dòng)駕駛汽車等關(guān)鍵任務(wù)服務(wù)的新興5G和IEEE 1588同步應(yīng)用至關(guān)重要。

OCXO恒溫晶振如何實(shí)現(xiàn)這種穩(wěn)定性？

這些高精度振蕩器設(shè)計(jì)用于通過將諧振器與溫度補(bǔ)償電路和加熱元件一起封閉來保持溫度變化下的頻率，這是穩(wěn)定性降低的主要原因之一。但即使這些“烤箱”設(shè)備設(shè)計(jì)為保持內(nèi)部溫度恒定，傳統(tǒng)的OCXO仍然容易受到環(huán)境溫度變化的影響，特別是當(dāng)溫度變化很快時(shí)。

這就是為什么設(shè)計(jì)師在將振蕩器放置在電路板上的位置做出艱難決定的原因。 OCXO恒溫晶振通常放置在遠(yuǎn)離風(fēng)扇的角落，這會(huì)引起氣流引起的熱沖擊并遠(yuǎn)離主處理單元，這會(huì)產(chǎn)生大量熱量。但是，需要權(quán)衡將振蕩器從其正在計(jì)時(shí)的芯片上移開，例如增加的布線復(fù)雜性和潛在的信號(hào)完整性問題。我們的一些客戶不得不經(jīng)歷3到5個(gè)電路板布局迭代，以確定OCXO的最終穩(wěn)定性。

在許多情況下，OCXO恒溫晶振覆蓋有用于隔熱的特殊機(jī)械屏蔽。但這些封面通常不是現(xiàn)成的。他們需要尋找專業(yè)的供應(yīng)商來設(shè)計(jì)和制作封面，額外的電路板空間以及額外的制造步驟以粘附封面。所有這些都需要時(shí)間和金錢，而且它們?nèi)匀徊皇侨f無一失的。

通過所有這些保護(hù)措施，OCXO仍然無法防范影響穩(wěn)定性和性能的其他因素。諸如振動(dòng)，濕度，時(shí)間（老化）和電源噪聲（如電源電壓或負(fù)載阻抗）之類的事情。這使得時(shí)序可能成為通信系統(tǒng)中最大的故障源。沒有簡單的方法可以緩解使用OCXO的所有麻煩和風(fēng)險(xiǎn)，至少在引入Emerald Platform之前，首先是基于MEMS的OCXO。

一種新的超級(jí)強(qiáng)大的解決方案

Emerald Platform恒溫晶振是一款改變游戲規(guī)則的精確計(jì)時(shí)解決方案，可在動(dòng)態(tài)條件下提供更好的可靠性和性能。它基于可編程平臺(tái)，可支持1 MHz至220 MHz的任何頻率，以及LVCMOS或限幅正弦波輸出。與傳統(tǒng)的石英Stratum 3E OCXO相比，這里有一些功能。

• 在氣流和熱沖擊的情況下性能提高10倍

• ±5 ppb頻率穩(wěn)定性超溫

• ΔF/ΔT動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性：典型值±50 ppt /°C（ppt =萬億分之一）

• 艾倫偏差（ADEV）：氣流下2e-11

• 抗振性能提高20倍

• 0.1 ppb / g

• 沒有活動(dòng)下降或微跳

• 最小的尺寸

• 占地面積9 x 7 mm，小75％

• 6.5毫米高，40％更薄

• 還提供標(biāo)準(zhǔn)OCXO封裝，可直接替換石英OCXO

• 半導(dǎo)體級(jí)質(zhì)量和可靠性

• 消除石英OCXO的批次間不一致性

• 無需對(duì)傳入的批次進(jìn)行抽樣和測(cè)試

• 無與倫比的易用性

• 對(duì)PCB布局沒有限制

• 熱隔離不需要機(jī)械屏蔽

• 片上穩(wěn)壓器，無需外部LDO或鐵氧體磁珠

• 耐濕度

解決長期存在的時(shí)間問題

到目前為止，通信設(shè)備制造商不得不依賴于精密，難以使用的計(jì)時(shí)設(shè)備。 Emerald Platform旨在解決石英OCXO長期存在的問題，這些問題對(duì)環(huán)境條件敏感并需要采取保護(hù)措施。無論何處放置在板上，或者在現(xiàn)場(chǎng)部署，MEMS產(chǎn)品都能隨時(shí)隨地工作。

簡而言之，設(shè)計(jì)師現(xiàn)在可以在晚上睡得更好，而不必?fù)?dān)心OCXO的困難。設(shè)備制造商可以降低設(shè)計(jì)復(fù)雜性，加快開發(fā)時(shí)間，加快收入，并在系統(tǒng)真正需要時(shí)依靠穩(wěn)定性。

關(guān)于作者--SiTime樣品中心

為了加速SiTime MEMS硅晶振產(chǎn)品的應(yīng)用普及，讓中國電子工程師能快速體驗(yàn)MEMS硅晶振的高穩(wěn)定性、高可靠性、超小封裝、超低功耗、超低抖動(dòng)等更多優(yōu)勢(shì)，SiTime公司聯(lián)合本土半導(dǎo)體分銷商北京晶圓電子有限公司共同建立SiTime樣品中心，為用戶提供免費(fèi)樣品申請(qǐng)，小批量試產(chǎn)、現(xiàn)貨應(yīng)急、特價(jià)申請(qǐng)、技術(shù)支持等便捷服務(wù)，更多信息請(qǐng)?jiān)L問www.sitimechina.com，客戶服務(wù)熱線400-888-2483。