愛普生開發(fā)了一種烤箱控制的晶體振蕩器，其功耗比傳統(tǒng)OCXOs1低56%

愛普生開發(fā)了一種烤箱控制的晶體振蕩器，其功耗比傳統(tǒng)OCXOs1低56%

-該振蕩器小巧且節(jié)能，是下一代通信基礎(chǔ)設(shè)施中參考信號源應(yīng)用的理想選擇-

精工愛普生公司（TSE:6724，“愛普生”）開發(fā)了一種爐控晶體振蕩器（OCXO）“OG7050CAN”，其功耗比愛普生早期OG1409系列產(chǎn)品（“早期產(chǎn)品”）低56%。新的OCXO尺寸為7.0×5.0mm，高度為3.3mm（典型值），體積比早期產(chǎn)品小85%。

有線和無線骨干通信設(shè)施（如基站和數(shù)據(jù)中心）中的參考信號源受到嚴(yán)格的精度和穩(wěn)定性標(biāo)準(zhǔn)的約束。烤箱控制晶體振蕩器因其高穩(wěn)定性而被用作此類應(yīng)用中的基準(zhǔn)信號源。晶體振蕩器被封閉在一個溫度控制室（“烤箱”）2中。即使環(huán)境溫度發(fā)生變化，烤箱內(nèi)的溫度也保持恒定，從而最大限度地減少頻率漂移。

通信數(shù)據(jù)流量持續(xù)增長，這得益于第五代通信系統(tǒng)（5G）的推出、物聯(lián)網(wǎng)（IoT）的普及、數(shù)據(jù)中心人工智能（AI）的使用以及即將到來的6G服務(wù)。這些變化預(yù)計將導(dǎo)致基站和數(shù)據(jù)中心的功耗急劇增加，并推動對用作參考信號源的低功耗OCXO的需求。

為了滿足這一需求，愛普生利用其晶體器件、半導(dǎo)體和安裝技術(shù)開發(fā)了一種OCXO，其功耗比早期產(chǎn)品低56%，體積比早期產(chǎn)品小85%。

這種改進(jìn)在很大程度上是由于爐和應(yīng)力補(bǔ)償（SC）切割晶體單元的小型化。

與普通晶體振蕩器中使用的AT切割晶體單元3不同，SC切割晶體單元具有高度的穩(wěn)定性，能夠抵抗熱沖擊和振動。早期的產(chǎn)品采用直徑為6mm的圓形SC切割晶體單元，需要大型烤箱和大量功率來保持恒溫。為了解決這個問題，愛普生重新設(shè)計了晶體單元，使用矩形結(jié)構(gòu)而不是圓形結(jié)構(gòu)。他們不僅成功地將SC切割晶體單元的尺寸減小了90%，而且在提高性能和降低功耗的同時做到了這一點(diǎn)。與早期產(chǎn)品相比，重新設(shè)計還將烤箱的體積減少了96%。

開發(fā)人員面臨的另一個挑戰(zhàn)是實(shí)現(xiàn)低功耗烤箱結(jié)構(gòu)。愛普生開發(fā)并優(yōu)化了自己的振蕩器IC和加熱器IC，使SC切割晶體單元在烤箱中保持恒溫，同時最大限度地降低功耗?？鞠溆脤?dǎo)熱系數(shù)低的粘合劑粘合在OCXO封裝內(nèi)，以改善內(nèi)部絕緣。這限制了加熱器IC的熱量損失，并保持了低功耗。通過使用數(shù)字手段控制SC切割晶體單元的溫度，而不是傳統(tǒng)的模擬方法，即使在環(huán)境溫度波動的情況下，開發(fā)人員也能夠保持晶體單元溫度的穩(wěn)定，從而將OCXO的頻率/溫度特性從±50×10-9降低到±3×10-9.（4）

這些發(fā)展導(dǎo)致了一種高度精確的OCXO，其功耗（25℃時為0.2W）比早期產(chǎn)品低56%，體積小85%（7.0×5.0mm尺寸）。功耗的降低使SC切割晶體單元的溫度能夠更快地穩(wěn)定下來，與早期產(chǎn)品相比，啟動時的頻率穩(wěn)定性降低了5倍或更多。

新型OCXO的樣品將于2025年4月開始提供。

愛普生計劃在國際定時與同步論壇（ITSF 2024）上就為新型OCXO開發(fā)的技術(shù)發(fā)表演講。愛普生是該論壇的金牌贊助商，該論壇將于11月4日至7日在西班牙舉行。

作為晶體器件的領(lǐng)導(dǎo)者，愛普生將繼續(xù)提供滿足各種電子設(shè)備和社會基礎(chǔ)設(shè)施需求的晶體器件產(chǎn)品。

新產(chǎn)品特性

低功耗：25℃時0.2W（靜止空氣）

小尺寸：7.0×5.0×3.3mm，典型。

頻率/溫度特性：±3×10-9

啟動時間，直到頻率穩(wěn)定在±20×10-9:30以內(nèi)。

PLL5功能允許通過內(nèi)部IC設(shè)置將輸出頻率設(shè)置為1MHz至170MHz。

抖動減少功能控制PLL引起的噪聲惡化。

新產(chǎn)品主要規(guī)格

1.愛普生OG1409系列OCXO（現(xiàn)已停產(chǎn)）

2.Oven：一種設(shè)計用于將腔室內(nèi)部保持在一定恒定溫度的裝置

3.AT切割晶體單元：一種晶體諧振器，其晶體芯片由以特定角度切割的粗糙晶體制成，稱為at切割。它覆蓋了兆赫（MHz）頻段，是使用中最受歡迎的石英晶體類型。AT切割晶體具有三次函數(shù)的頻率/溫度特性，在室溫附近具有過零點(diǎn)，因此它們具有優(yōu)異的溫度特性。

4.10-9表示十億分之一，而±10×10-9通常也被稱為±10ppb。

5.PLL：鎖相環(huán)的縮寫，一種產(chǎn)生所需輸出頻率以匹配特定頻率時鐘信號的電子電路。