紧凑型振荡器高可靠性和低损耗需求

紧凑型振荡器高可靠性和低损耗需求

多年来在紧凑型设备中的振荡器在军事应用基地中提供紧密稳定性的出色特性,以及在便捷式应用程序也发挥不错的性能,石英晶体振荡器普遍性体积较大,同时也需要电池来发动更多的电力,任何振荡器的核心都是晶体,紧凑的稳定性能,紧凑的封装和低功耗功能可以承受高冲击和高振动水平,可以承受高达100,000克的冲击力所以有源晶振比较适合应用在恶劣的环境中.

温度补偿振荡器使用的缺点较低的g敏感晶体是老化性能稍微降低,该晶体的典型g灵敏度在最差轴(即Z轴)为2.5 x 10-9/g,在X轴和Y轴上小于2 x 10-10/g,在Z轴上G-灵敏度可以进一步提高到约3×10-10/g,从而使稳定性最小化和相位噪声会受到冲击和振动的影响,这对便携式和机载应用非常重要它依赖于在冲击,加速和振动下的一致性能,使TCXO更接近OCXO稳定性的限制因素之一是晶体扰动,扰动是在特定温度下发生的孤立事件,通常只有几个这导致晶体的频率跳跃高达百万分之几ppm.

将AT Strip扰动显着降低至通常小于1x10-7允许补偿温度稳定性,如±2×10-7,测试严格的稳定性非常重要TCXO每隔两度超温一次,以确保扰动不超过规格,AT Strip石英晶体也被设计用于提高老化性能,长期老化了TCXO非常好,通常远低于1ppM/年,投射到3ppm或更低10年份,长期老化的一个例子40MHzTCXO如下图所示.

为了提高TCXO性能,Greenray使用模拟温度补偿,这个少了对数据补偿的影响对短期稳定性和相位噪声的影响虽然可以产生非常稳定的单位,也可能导致振荡器频率跳跃,在系统级别造成严重破坏,导致锁定问题和噪音问题,Greenray专有的模拟补偿具有5阶多项式曲线拟合,一个简单的方法解释这一点,补偿顺序越高,沿着温度曲线的点就越多可以弥补,因为晶体在整个温度范围内都不符合完美的曲线拟合.

5阶补偿将产生比3阶补偿更稳定的振荡器因为它可以解释晶体的更多不稳定性,这使得T75能够在-20至+ 70°C范围内提供±0.2ppM的稳定性,在-40°C范围内提供±0.3ppM的稳定性+ 85°C,-55ppM,-55°C至+ 90°C,这些稳定性比典型的温补晶振性能要严格得多通过使用热敏电阻补偿或三阶补偿获得,产量不是最严格的稳定性选项,因此选择更典型的稳定性(如±0.5ppM或±1.0ppM)具有成本优势,图中是补偿振荡器的频率与温度的示例.

表面贴片封装晶振密封保护设备的有源集成电路,并允许部件非常使用恶劣的环境，包括高湿度或潮湿和极端温度变化,通过使用密封的密封晶体,可以确保可重复的低老化性能.所有晶体本身都有扰动-重要的是它们有多少和多大,在制造过程中,扰动在整个温度范围内都是可重复的,有很多理论晶体扰动的起源,包括空白应力,清洁度和颗粒物质的离去水晶片.