【产品】50~400mW低功耗的Syrlinks恒温晶振OCXO，具有SC截止谐振器时频率稳定性可以提高到±1 ppb
RF/微波系统中本地振荡器的选择对系统性能的影响重大。 例如，在嵌入式应用中，功率受电池操作限制，优化性能以实现最低功耗是一项重要要求。图1显示了几种石英振荡器的频率稳定性与功耗的关系。最常使用的是MEMS，而效率最高的是恒温石英振荡器（OCXO），其石英谐振器可稳定在特定的温度下。
图1 振荡器频率稳定性与功耗的关系
OCXO的性能主要取决于两个因素：石英谐振器的质量以及石英温度随OCXO外部环境温度的变化而变化。任何石英振荡器的频率都会随温度而漂移。 例如，对于10 MHz振荡器，-40°C至+ 85°C之间的频率漂移可以达到±250至±500 Hz。将石英保持在精确的温度下可以将OCXO的漂移降低到±0.05至±0.5Hz之间，其具体表现取决于OCXO。
图2 产品实物图
OCXO具有一个稳定的工作点，在该点时，温度的微小波动不会显着影响其频率。这个稳定工作点的温度必须高于OCXO的最高环境温度，这样OCXO的内部加热机制和热调节才能有效。为了限制功耗，加热的石英必须与外部良好绝缘，这意味着封装必须具有尽可能高的热阻。
AT还是SC？
使用OCXO需要选择石英切割的类型，AT或SC，以及是否需要简单的恒温或双重恒温才能达到所需的稳定性。图2比较了AT和SC切割晶体的频率稳定性。这种差异是显著的，在稳定工作点处，SC切割的晶体比AT切割的晶体更稳定。 但是，使用AT谐振器的OCXO更为常见，并且对于小体积应用，在总频率性能和低功耗之间提供了极好的折衷方案。 使用SC谐振器的OCXO代表了最先进的技术，用于最苛刻的应用，那些需要非常低的长期老化、精确测距或卫星定位的应用。但是，SC切割的谐振器传统上比AT切割的谐振器体积更大。
图3 AT和SC切割晶体的频率稳定性
OCXO保证了高频精度，通常为±1 ppm。 为此，OCXO制造商对晶体进行分类，并在生产过程中增加了修整步骤。 这种调整称为频率调整，对于确保OCXO出厂时的频率精度非常重要。 例如，如果将OCXO指定为10 MHz，则该频率必须在几赫兹以内，如果不进行调整则很难实现。 然而，即使具有这种准确性，设计人员通常还是希望稍微调整OCXO的频率。为此，提供了Vtune输入以将OCXO调整到最接近的频率范围。为了获得最高的精度，SYRLINKS提供一个内部热控基准电压Vref，该电压不会随环境温度而变化。这样就可以通过一个简单的电阻分压器来调节Vtune，并且Vref确保了最大的精度。
电池供电应用
为了应对OCXO与温度补偿晶体振荡器（TCXO）相比更高的功耗，Syrlinks开发了一系列OCXO，它们结合了低功耗，小尺寸和轻巧的特点。EWOS™系列覆盖的频率介于10到40MHz之间，在25°C时的热敏度介于±5到±250 ppb之间，功耗在50到400 mW之间，与同类OCXO相比，功耗低约10倍。通过在OCXO的核心处添加ASIC来控制所有振荡器功能并管理热行为，可以实现较小的尺寸。
Syrlinks开发了一种新的计时模块，该模块使用OCXO和超低功耗数字电子产品构建。 Syrlinks GNSS计时模块（SGTM）将EWOS OCXO的频率和相位与GPS信号精确对准。如果没有GPS参考，则SGTM依靠嵌入式OCXO的稳定性来保持准确的时间。 在不修改系统的情况下，SGTM可以在某些应用中用作芯片级原子钟（CSAC）的替代产品：它的占用空间可以快速进行预测试和在生产中进行部署，如果CSAC不可用，它可以作为备用第二来源。SGTM的数字电子器件比OCXO更具优势。 OCXO的相位和频率与GNSS信号的对准是全自动的，与每秒脉冲（PPS）信号相比，可实现0.5到1.0 ns的抖动。 这种性能与Syrlinks的专有算法以及使用Vref输出对OCXO频率的超精细调节有关。
图4 低抖动SGTM（顶部）与初始同步20ns（底部）振荡器的累积时间误差
GNSS信号可减少残留的初始同步误差，这使得更容易揭示与长期老化或热漂移有关的漂移现象。图4比较了初始同步未关闭（抖动为20 ns）与SGTM抖动为0.5ns的情况下的累积时间误差。在第一种情况下，线性累积误差掩盖了其他类型的漂移，例如，必须对其进行后处理才能获得更好的分辨率（oceanic subsoils）。
除了从OCXO频率生成PPS信号外，SGTM还增强了OCXO关键参数，例如热灵敏度。了解了EWOS10HP的热行为后，Syrlinks为其OCXO开发了一种预测算法。使用AT或SC切割类型，每个SGTM模块都经过单独校准，以补偿其固有和自然的热漂移。对于DIL14外壳中的EWOS10 AT切割谐振器，该算法将热灵敏度从大约±100 ppb的初始值降低到±2 ppb。对于Syrlinks具有SC截止谐振器的最有效的OCXO，在整个温度范围内的频率稳定性可以提高到±1 ppb。热漂移补偿技术也已在固有的更稳定的OCXO上实现，这些OCXO专用于水下应用。 例如，从-10°C到+ 45°C，SGTM16HP-UW的热灵敏度降低了20倍，从无补偿的±15 ppb降低到OCXO的热噪声±0.5 ppb（见图5）。
图5 采用主动补偿提高OCXO的热稳定性
OCXO对于许多RF/微波应用至关重要。 Syrlinks将对晶体振荡器技术的长期了解与数字电子技术和算法相结合，将OCXO性能推向了新的领域。
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NA-10M-6800系列10MHz低噪声/低G灵敏度OCXO
描述- 该资料介绍了TAITIEN公司生产的NA-10M-6800系列低噪声OCXO（ Oven-Controlled Crystal Oscillator）产品。该系列产品具有低相位噪声、小尺寸密封包装、紧频率稳定性、低功耗、快速预热时间等特点，适用于仪器参考、微波通信、雷达系统等领域。
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