如何解决恒温晶振OCXO能在任何地方稳定工作

关于作者--SiTime样品中心

为了加速SiTime MEMS硅晶振产品的应用普及，让中国电子工程师能快速体验MEMS硅晶振的高稳定性、高可靠性、超小封装、超低功耗、超低抖动等更多优势，SiTime公司联合本土半导体分销商北京晶圆电子有限公司共同建立SiTime样品中心，为用户提供免费样品申请，小批量试产、现货应急、特价申请、技术支持等便捷服务，更多信息请访问www.sitimechina.com，客户服务热线400-888-2483。

OCXO（恒温晶振）提供了时序性能的巅峰。很少有定时器供应商能够达到OCXO级稳定性，即大约±50 ppb（十亿分之一）或更高。由于OCXO提供Stratum 3E *级时序稳定性，因此它们用于高吞吐量通信网络，每个新一代都需要更严格的时序性能。展望未来，OCXO对于支持自动驾驶汽车等关键任务服务的新兴5G和IEEE 1588同步应用至关重要。

OCXO恒温晶振如何实现这种稳定性？

这些高精度振荡器设计用于通过将谐振器与温度补偿电路和加热元件一起封闭来保持温度变化下的频率，这是稳定性降低的主要原因之一。但即使这些“烤箱”设备设计为保持内部温度恒定，传统的OCXO仍然容易受到环境温度变化的影响，特别是当温度变化很快时。

这就是为什么设计师在将振荡器放置在电路板上的位置做出艰难决定的原因。 OCXO恒温晶振通常放置在远离风扇的角落，这会引起气流引起的热冲击并远离主处理单元，这会产生大量热量。但是，需要权衡将振荡器从其正在计时的芯片上移开，例如增加的布线复杂性和潜在的信号完整性问题。我们的一些客户不得不经历3到5个电路板布局迭代，以确定OCXO的最终稳定性。

在许多情况下，OCXO恒温晶振覆盖有用于隔热的特殊机械屏蔽。但这些封面通常不是现成的。他们需要寻找专业的供应商来设计和制作封面，额外的电路板空间以及额外的制造步骤以粘附封面。所有这些都需要时间和金钱，而且它们仍然不是万无一失的。

通过所有这些保护措施，OCXO仍然无法防范影响稳定性和性能的其他因素。诸如振动，湿度，时间（老化）和电源噪声（如电源电压或负载阻抗）之类的事情。这使得时序可能成为通信系统中最大的故障源。没有简单的方法可以缓解使用OCXO的所有麻烦和风险，至少在引入Emerald Platform之前，首先是基于MEMS的OCXO。

一种新的超级强大的解决方案

Emerald Platform恒温晶振是一款改变游戏规则的精确计时解决方案，可在动态条件下提供更好的可靠性和性能。它基于可编程平台，可支持1 MHz至220 MHz的任何频率，以及LVCMOS或限幅正弦波输出。与传统的石英Stratum 3E OCXO相比，这里有一些功能。

• 在气流和热冲击的情况下性能提高10倍

• ±5 ppb频率稳定性超温

• ΔF/ΔT动态稳定性：典型值±50 ppt /°C（ppt =万亿分之一）

• 艾伦偏差（ADEV）：气流下2e-11

• 抗振性能提高20倍

• 0.1 ppb / g

• 没有活动下降或微跳

• 最小的尺寸

• 占地面积9 x 7 mm，小75％

• 6.5毫米高，40％更薄

• 还提供标准OCXO封装，可直接替换石英OCXO

• 半导体级质量和可靠性

• 消除石英OCXO的批次间不一致性

• 无需对传入的批次进行抽样和测试

• 无与伦比的易用性

• 对PCB布局没有限制

• 热隔离不需要机械屏蔽

• 片上稳压器，无需外部LDO或铁氧体磁珠

• 耐湿度

解决长期存在的时间问题

到目前为止，通信设备制造商不得不依赖于精密，难以使用的计时设备。 Emerald Platform旨在解决石英OCXO长期存在的问题，这些问题对环境条件敏感并需要采取保护措施。无论何处放置在板上，或者在现场部署，MEMS产品都能随时随地工作。

简而言之，设计师现在可以在晚上睡得更好，而不必担心OCXO的困难。设备制造商可以降低设计复杂性，加快开发时间，加快收入，并在系统真正需要时依靠稳定性。

关于作者--SiTime样品中心

为了加速SiTime MEMS硅晶振产品的应用普及，让中国电子工程师能快速体验MEMS硅晶振的高稳定性、高可靠性、超小封装、超低功耗、超低抖动等更多优势，SiTime公司联合本土半导体分销商北京晶圆电子有限公司共同建立SiTime样品中心，为用户提供免费样品申请，小批量试产、现货应急、特价申请、技术支持等便捷服务，更多信息请访问www.sitimechina.com，客户服务热线400-888-2483。