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    如何保持TCXO和OCXO晶振在高溫下的穩定表現

    來源:http://www.3b1m.com 作者:帝國科技 2019年02月14
        想象一下,在一個只有一個信號塔的偏遠地區,當無線基礎設施發生故障時除了撥打緊急電話之外別無他法,失敗可能是由同步和定時問題引起的,因為每個新一代無線通信的使用要求都會變得更高,對于TCXO晶振的要求也變得更高.
        當需要精確的穩定性時-就像無線基礎設施設備一樣-設計人員經常轉向TCXO有源晶振(溫度補償振蕩器)和OCXO晶振(烤箱控制振蕩器).這些振蕩器設計用于在溫度變化時提供更好的頻率穩定性.高溫和高溫變化是造成振蕩器不穩定的主要原因.然而,TCXO晶振和OCXO晶振很難在額定工作溫度高于+85°C時找到,通常被認為是工業應用的上限.
        85°C可能看起來很高,但在當今更密集的操作環境中,系統機箱中的環境溫度會迅速升高.例如,電信和網絡設備在密集的熱環境中運行.這些系統中的許多系統使用主動冷卻-無刷直流風扇,這是最常用的-將溫度保持在規定的工作范圍內.
        服務器與主機系統中的電子組件相比,具有較低MTBF的這些冷卻風扇仍然不是故障安全的并且可能由于多種原因而發生故障.由于存在這種風險,因此了解關鍵組件(例如為系統提供心跳的石英晶體振蕩器)在故障條件下的行為方式非常重要.
        為此,我們推動了各種有源晶振的極限,測量超出額定工作范圍的穩定性.我們測試了額定溫度為+85°C的TCXO器件并將其推至+125°C,并測試了額定溫度為+85°C,最高溫度為+105°C的OCXO.以下圖表顯示了在這些較高溫度下性能下降的結果.在每次測試中,我們將MEMS振蕩器(用綠線表示)與來自不同供應商的石英振蕩器進行比較,所有這些都在同一類別中且具有相同的溫度額定值.為了使比較更容易,每個器件的值在+85°C時從它們的頻率開始,從同一點開始.
    上圖顯示了五個工業級TCXO器件在+85°C至+125°C的頻率穩定性
        溫補晶振和恒溫晶振用于需要高穩定性頻率參考的蜂窩基站等應用.由于可能存在冷卻系統故障,因此在此類事件中使用能夠承受高溫并保持系統功能的定時解決方案非常重要.除了持久的故障條件外,OCXO和TCXO晶振的擴展溫度操作可以使系統更加強大和可靠,或根本不需要冷卻風扇.
        由于5G基礎設施部署在密度較大且控制較少的位置,因此在高溫和其他惡劣條件下的恢復能力在下一代通信系統中變得越來越重要.由于振蕩器在高溫下“保持涼爽”,定時技術可提供安裝在惡劣環境中的設備所需的穩健性.

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