ocxo恒溫晶振的參數(shù)

電信最重要的參數(shù)是什么？讓我們從基礎(chǔ)開始......頻率穩(wěn)定性，是振蕩器的最基本規(guī)范。該規(guī)范表示由外部條件引起的輸出頻率偏差。穩(wěn)定性值越小意味著性能越好。對于OCXO，頻率穩(wěn)定性通常以十億分之幾（ppb）表示。

溫度變化是頻率偏差的主要原因之一。在下圖中，我們展示了溫度從-40 ° C到+ 85 ° C的溫度隨溫度升高和溫度下降（滯后）的頻率穩(wěn)定性，對于四種不同的類似額定設(shè)備，包括基于SiTime MEMS的Emerald OCXO（如圖所示：綠線）和三個基于石英的OCXO。Emerald OCXO的性能僅為1.5 ppb，比下一個最接近的OCXO好四倍。

Emerald OCXO具有令人印象深刻的頻率穩(wěn)定性，這對于同步以太網(wǎng)（ITU-T G.8262）和IEEE 1588等同步應(yīng)用至關(guān)重要。這種穩(wěn)定性使振蕩器能夠在系統(tǒng)通過保持狀態(tài)處于自由運行狀態(tài)時保持穩(wěn)定的時鐘[ 2]在網(wǎng)絡(luò)故障情況下。但更重要的是在實際操作條件下保持穩(wěn)定性，例如快速溫度變化或可能影響時鐘性能的其他動態(tài)條件。

讓我們仔細看看頻率與溫度斜率，這是精密振蕩器的關(guān)鍵指標(biāo)。也稱為ΔF/ΔT ，該測量量化振蕩器以1 ° C為增量對溫度變化的敏感度。同樣，較低的數(shù)字更好，因為它代表頻率的偏差。EmeraldOCXO產(chǎn)品的額定溫度僅為 50 ppt /°C（ppt =萬億分之一）。下圖顯示了Emerald OCXO與相同的三個石英OCXO相比的ΔF/ΔT 性能。?

電信系統(tǒng)使用高性能組件，產(chǎn)生大量熱量并需要冷卻風(fēng)扇。隨著處理器循環(huán)和風(fēng)扇開啟和關(guān)閉，可能會出現(xiàn)明顯的溫度瞬變。但是當(dāng)內(nèi)部系統(tǒng)溫度與意外和極端的外部天氣條件相結(jié)合時會發(fā)生什么？或者考慮如果風(fēng)扇出現(xiàn)故障并且內(nèi)部溫度顯著上升會發(fā)生什么。下圖顯示了Emerald OCXO和石英OCXO在正常工業(yè)工作溫度范圍內(nèi)的表現(xiàn)。

時域穩(wěn)定性

從頻域切換到時域，讓我們看看艾倫方差（ADEV），這是電信工程師的另一個重要指標(biāo)。ADEV是時域中振蕩器穩(wěn)定性的度量，并且稱為短期頻率穩(wěn)定性。使用ADEV是因為與標(biāo)準(zhǔn)偏差相比，它會收斂更多類型的振蕩器噪聲。它解釋了相位調(diào)制，頻率調(diào)制和隨機游走頻率等問題。憑借2e-11 ADEV，平均時間為10秒，Emerald設(shè)備保持了驚人的一致性能。下圖顯示了Emerald設(shè)備在有氣流和無氣流的情況下的性能。

用于電信應(yīng)用的其他常見定時穩(wěn)定性指示符包括TDEV（時間偏差）和MTIE（最大時間間隔誤差）。在沒有和沒有氣流的情況下，Emerald OCXO在指定的 ITU-T G.8262 EEC2 掩模組中表現(xiàn)良好，作為這些測量的標(biāo)準(zhǔn)。

超出溫度變化的穩(wěn)健性

除了耐氣流和快速溫度變化外，Emerald OCXO幾乎不受振動的影響，這也會導(dǎo)致頻率發(fā)生變化。這種彈性至關(guān)重要，因為電信設(shè)備經(jīng)常受到振動，特別是在室外部署時。風(fēng)，重型車輛和火車只是眾多振動源的幾個例子。Emerald OCXO產(chǎn)品的偏差僅為0.1 ppb / g，非常適合戶外桿式設(shè)備。

除了可能對振蕩器穩(wěn)定性造成嚴(yán)重破壞的所有外部因素外，振蕩器內(nèi)部可能會發(fā)生內(nèi)部變化，即使外部環(huán)境條件保持不變，也會隨時間改變振蕩器頻率。這稱為衰老。Emerald OCXO具有出色的老化規(guī)格，每日老化± 0.25 ppb，老化20年+ 500 ppb。

Emerald OCXO產(chǎn)品也不受濕度影響，因此不需要像傳統(tǒng)石英OCXO那樣容易泄漏的額外密封。由于Emerald器件具有片上穩(wěn)壓器，因此它們不會受到電源噪聲的影響，從而降低時鐘性能 - 因此不需要專用的LDO或鐵氧體磁珠。最后，由于Emerald產(chǎn)品使用硅MEMS諧振器，它們具有半導(dǎo)體級質(zhì)量，并且不會像石英OCXO那樣遭受批次之間的不一致。

解決快速變化條件的長期問題

Emerald Platform可抵抗各種動態(tài)條件。這些器件的設(shè)計旨在保持石英OCXO傳統(tǒng)上無法承受的惡劣環(huán)境中的穩(wěn)定性。電信設(shè)備制造商不再需要擔(dān)心定時組件是系統(tǒng)中最薄弱的環(huán)節(jié)。并且服務(wù)提供商可以更少關(guān)注由于時序?qū)е碌南到y(tǒng)故障和服務(wù)中斷。Emerald OCXO可提供從批次到批次以及從一個環(huán)境到下一個環(huán)境的始終如一的穩(wěn)定性能。

[1] Stratum 3時鐘在20年內(nèi)具有±4.6 ppm的自由運行穩(wěn)定性，24小時內(nèi)的保持要求為±0.37 ppm（±370 ppb），包括所有條件下的頻率誤差。Stratum 3E是Stratum 3的更準(zhǔn)確版本，具有相同的±4.6 ppm自由運行穩(wěn)定性，但在24小時保持規(guī)格下具有±0.012 ppm（±12 ppb），比Stratum 3緊密37倍。?

[2]保持是系統(tǒng)使用的一種操作模式，它與外部精確頻率和/或時間參考同步，并且暫時丟失了該參考信號。在丟失外部參考之后，本地振蕩器應(yīng)具有在系統(tǒng)中定義的限制內(nèi)維持或保持穩(wěn)定頻率和/或時間的能力。?

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