網(wǎng)絡(luò)是進(jìn)入21世紀(jì)以后無(wú)處不在的,只要生活在社會(huì)里就離不開網(wǎng)絡(luò),那么是什么東西在’支撐’著網(wǎng)絡(luò)呢?網(wǎng)絡(luò)也需要通過載體傳播,我們現(xiàn)在使用的網(wǎng)絡(luò)是通過信號(hào)基站輸出的,每一個(gè)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(luò)定時(shí)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(gè)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(jià)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(duì)于工作溫度范圍為-40°至+85°C的器件,≈92°.然后將整個(gè)組件作為TCXO處理,并在工廠進(jìn)行溫度掃描,并且每個(gè)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(gè)設(shè)備都在溫度室的整個(gè)工作溫度范圍內(nèi)進(jìn)行了測(cè)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(yán)格溫度要求,因此可以以更低的成本和更小的封裝實(shí)現(xiàn).

請(qǐng)注意,OCXO附近的熱源可能會(huì)使電路板溫度高于空氣溫度.如果由于客戶模塊內(nèi)的對(duì)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(huì)發(fā)生這種情況.重要的是要意識(shí)到熱量雖然通常被認(rèn)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(wú)需冷卻設(shè)備-事實(shí)上,冷卻可能對(duì)其短期和中期穩(wěn)定性有害.

一般準(zhǔn)則
從程序開始就咨詢制造商,并在整個(gè)開發(fā)過程中繼續(xù)參與.評(píng)估板可用于協(xié)助Mercury OCXO的臺(tái)架測(cè)試.該板可以適應(yīng)各種封裝格式選項(xiàng).
電源注意事項(xiàng)
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(yù)熱電流.Miniature OCXO的預(yù)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(rèn)識(shí)到典型的靈敏度為+8ppm/V,并且控制電壓中的小誤差可能導(dǎo)致相當(dāng)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?yàn)榻拥匾€阻抗可能引入由流過它的相對(duì)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(yù)熱’時(shí)段之后達(dá)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(duì)于漂移一致性測(cè)試,建議在開始測(cè)量之前將電路板上電至少24小時(shí)(如果部件最近焊接48小時(shí)),并將溫度變化保持在±1°C范圍內(nèi)(除非相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中另有說明).當(dāng)烤箱試圖保持其溫度時(shí),OCXO外部溫度的變化將導(dǎo)致加熱器的電流增加或減少.這是一個(gè)臨界阻尼閉環(huán)系統(tǒng),其響應(yīng)將滯后于外部刺激,導(dǎo)致相位和頻率變化(即頻率漂移).
因此,最好將外部溫度波動(dòng)保持在最低限度.溫度波動(dòng)的主要原因是當(dāng)風(fēng)扇以不同的速度運(yùn)行或間歇使用時(shí)氣流量的變化.溫度變化的另一個(gè)來(lái)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(lái)干擾熱平衡.最好使這種電路遠(yuǎn)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(lái)大大提高其短期和中期穩(wěn)定性.兩個(gè)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(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)RF實(shí)踐,保持軌道短路并將振蕩器放置在定時(shí)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(yīng)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(gè)超出石英晶體振蕩器尺寸的禁區(qū)擴(kuò)寬至少相當(dāng)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(yīng)至少為13.7x11.5mm.連接到焊盤的軌道應(yīng)具有小于1mm的寬度,以避免從OCXO傳導(dǎo)熱量,并且不應(yīng)連接到禁區(qū)內(nèi)的任何層.為了進(jìn)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(wú)法實(shí)施這些建議,請(qǐng)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(jī)械部件來(lái)局部地屏蔽振蕩器.如果無(wú)法做到這一點(diǎn)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(guān)閉和間歇時(shí)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(shè)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(shí)例是Loctite3220和EpotekTJ1104-LH(以前稱為Epotek102-104).這些示例僅供參考-用戶仍負(fù)責(zé)評(píng)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(qǐng)注意,產(chǎn)品是非密封的,清潔后清潔液可能會(huì)被困住.我們不建議清潔晶振,因?yàn)闅埩舻乃趾?或殘留物可能會(huì)降低性能.

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