網(wǎng)絡是進入21世紀以后無處不在的,只要生活在社會里就離不開網(wǎng)絡,那么是什么東西在’支撐’著網(wǎng)絡呢?網(wǎng)絡也需要通過載體傳播,我們現(xiàn)在使用的網(wǎng)絡是通過信號基站輸出的,每一個基站由成百上千種材料組成,OCXO晶振是其中比較重要的部分,是網(wǎng)絡定時模塊不可或缺的頻率元件.在傳統(tǒng)的OCXO中,為了提高頻率穩(wěn)定性,通過將整個振蕩器封閉在保持恒定高溫的’烘箱’內(nèi),幾乎消除了環(huán)境溫度的影響.由于傳統(tǒng)的OCXO體積龐大,價格昂貴且耗電量大,因此Rakon開發(fā)了Mercury系列微型OCXO.

在微型OCXO中,微型烤箱將石英晶體振蕩器保持在略高于規(guī)定工作溫度范圍的近似恒定溫度,例如,對于工作溫度范圍為-40°至+85°C的器件,≈92°.然后將整個組件作為TCXO處理,并在工廠進行溫度掃描,并且每個裝置都用校正曲線編程.這使得振蕩器在-40°至+85°C范圍內(nèi)的典型穩(wěn)定性優(yōu)于±50ppb.這意味著每個設備都在溫度室的整個工作溫度范圍內(nèi)進行了測試.我們的數(shù)據(jù)表中規(guī)定的工作溫度是OCXO附近的空氣溫度.由于烤箱不具有傳統(tǒng)OCXO所要求的嚴格溫度要求,因此可以以更低的成本和更小的封裝實現(xiàn).

請注意,OCXO附近的熱源可能會使電路板溫度高于空氣溫度.如果由于客戶模塊內(nèi)的對流加熱,OCXO的內(nèi)部溫度超過其規(guī)定的最高工作溫度,則OCXO將不再保持其穩(wěn)定性.即使OCXO外部的空氣溫度仍低于OCXO的最高工作溫度,也會發(fā)生這種情況.重要的是要意識到熱量雖然通常被認為是不需要的副產(chǎn)品,但卻賦予OCXO晶振穩(wěn)定性.如果電路板溫度低于最高工作溫度,則無需冷卻設備-事實上,冷卻可能對其短期和中期穩(wěn)定性有害.

一般準則
從程序開始就咨詢制造商,并在整個開發(fā)過程中繼續(xù)參與.評估板可用于協(xié)助Mercury OCXO的臺架測試.該板可以適應各種封裝格式選項.
電源注意事項
建議使用本地電源穩(wěn)壓器將器件與外部電源噪聲源隔離.本地電源的尺寸必須能夠處理器件的預熱電流.Miniature OCXO的預熱功耗受限于下表:

	熱身	25℃下的穩(wěn)定狀態(tài)
汞,-20°至+70°C	800mW	350mW
汞,-40°至+85°C	1000mW	400mW

建議將OCXO的電源與靠近器件的10uF電容去耦.
電壓控制
在指定電壓控制的情況下,重要的是要認識到典型的靈敏度為+8ppm/V,并且控制電壓中的小誤差可能導致相當大的頻率誤差.因此,控制電壓的接地需要靠近OCXO有源晶振的地連接,因為接地引線阻抗可能引入由流過它的相對大的電流引起的電壓(=頻率)誤差.
熱指南
在穩(wěn)態(tài)條件下,OCXO將按照規(guī)范執(zhí)行.在’預熱’時段之后達到穩(wěn)定狀態(tài),其包括振蕩器和安裝它的電路板,在恒定溫度和氣流的條件下.對于漂移一致性測試,建議在開始測量之前將電路板上電至少24小時(如果部件最近焊接48小時),并將溫度變化保持在±1°C范圍內(nèi)(除非相關標準中另有說明).當烤箱試圖保持其溫度時,OCXO外部溫度的變化將導致加熱器的電流增加或減少.這是一個臨界阻尼閉環(huán)系統(tǒng),其響應將滯后于外部刺激,導致相位和頻率變化(即頻率漂移).
因此,最好將外部溫度波動保持在最低限度.溫度波動的主要原因是當風扇以不同的速度運行或間歇使用時氣流量的變化.溫度變化的另一個來源是OCXO附近的電路間歇性接通.這可以產(chǎn)生足夠的熱量來干擾熱平衡.最好使這種電路遠離振蕩器.由于不需要冷卻OCXO石英晶振,因此可以通過將其與環(huán)境隔離來大大提高其短期和中期穩(wěn)定性.兩個重要因素是電路板布局和氣流.

印刷電路板布局考慮因素

應用標準RF實踐,保持軌道短路并將振蕩器放置在定時電路附近.使用規(guī)范中詳述的推薦焊盤布局.雖然使用接地和電源平面通常是一種很好的做法,但為了避免熱能損失,這些平面(銅澆注)不應在任何層中的OCXO下面使用.出于同樣的原因,不要在OCXO區(qū)域下面布置任何軌道.建議將這個超出石英晶體振蕩器尺寸的禁區(qū)擴寬至少相當于所用板厚的數(shù)量.例如.如果在2上使用具有9.7x7.5mm占位面積的振蕩器,軌道和平面禁區(qū)應至少為13.7x11.5mm.連接到焊盤的軌道應具有小于1mm的寬度,以避免從OCXO傳導熱量,并且不應連接到禁區(qū)內(nèi)的任何層.為了進一步減少OCXO與電路板之間的熱傳遞,建議在OCXO周圍的電路板上切割1-2mm寬的插槽.如果無法實施這些建議,請聯(lián)系Rakon討論潛在的替代解決方案.
氣流考慮因素
為了滿足規(guī)范要求,OCXO恒溫晶振必須屏蔽氣流.將振蕩器放在空氣流量低的地方.可以使用高大的部件或機械部件來局部地屏蔽振蕩器.如果無法做到這一點或屏蔽不充分,可在OCXO上方放置塑料或金屬蓋.建議蓋子在振蕩器上方和周圍留出至少幾毫米的氣隙.下圖顯示了關閉和間歇時氣流(1m/s)的影響.圖1顯示了沒有屏蔽的Mercury性能,圖2顯示了帶有覆蓋蓋的相同設備.
蓋子需要用粘合劑固定.可以使用任何適合于將部件粘合到印刷電路板上的粘合劑.實例是Loctite3220和EpotekTJ1104-LH(以前稱為Epotek102-104).這些示例僅供參考-用戶仍負責評估適用性.這些器件適用于回流焊接,其工藝與規(guī)范中包含的型材兼容.請注意,產(chǎn)品是非密封的,清潔后清潔液可能會被困住.我們不建議清潔晶振,因為殘留的水分和/或殘留物可能會降低性能.

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