Bliley恒溫晶體振蕩器剖析BOVSE-24MDBECCT
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當談到基于石英的頻率控制設備時，恒溫晶體振蕩器（OCXO）接近食物鏈的頂端，僅被強大的雙恒溫晶體振蕩器（DOCXO).在這篇博客中，我們將回顧OCXO晶振的基本工作原理、你需要知道的術語、如何確定轉折點以及AT和SC水晶切割的區別。
●恒溫晶體振蕩器（OCXO）基礎知識
OCXO是一種溫控設備，可保持石英晶體恒定的工作溫度。這可防止指定頻率因環境溫度變化而發生變化。
晶體爐的頻率輸出取決于石英晶體的溫度。從下圖中可以看出，溫度對振蕩器的頻率有很大影響。
無論振蕩器所處的環境溫度如何，都可以通過保持近乎恒定的晶體溫度來提高穩定性。在OCXO進口有源晶振內部，除了振蕩器電路外，還有一個加熱器電路。這種加熱器電路可以以多種不同的方式配置，但最常見的是比例控制爐，它使用加熱元件來加熱晶體，使用熱敏電阻來檢測晶體的溫度。
這些元件是橋接網絡的一部分，橋接網絡充當閉環反饋網絡，使晶體溫度保持恒定。下圖顯示了普通OCXO爐控制電路的框圖。
Bliley恒溫晶體振蕩器剖析BOVSE-24MDBECCT
●相關:晶體振蕩器:初學者指南（OCXO、TCXO、VCXO和時鐘）●溫度控制:確定OCXO的轉折點
將晶體保持在恒溫下可以最大限度地減少環境溫度變化的影響，并大幅提高石英晶體振蕩器的頻率穩定性。但是我們如何確定烤箱的正確設定值呢？
為了做到這一點，我們需要再一次觀察晶體頻率和溫度之間的關系。在下圖中，您可以看到曲線上有一個最佳點，在該點處，溫度的相等變化將導致頻率的最小變化。這被稱為水晶的轉折點。
轉折點可以由晶體工程師設計，并由許多因素決定，包括從大塊石英材料上切割晶體毛坯的角度這樣簡單的事情。也就是說，每種晶體的表現都會略有不同，烤箱的設定點需要針對生產的每種設備進行微調。
當設計晶體的轉折點時，必須考慮一個常見的設計權衡。理想的設計目標是將晶體的轉折點設置在OCXO石英晶體的最高工作溫度之上。雖然烤箱可以被設計成將晶體加熱到設定的溫度，但是如果周圍環境非常熱，晶體將被加熱到超過其設定點。
將轉折點推高的不利方面是頻率與溫度的關系曲線變得更加陡峭。這縮小了烘箱的操作窗口，并使烘箱精度至關重要。將轉折點推高的另一個主要缺點是它會降低晶體老化性能：
●更好的晶體、更好的振蕩器:AT切割與SC切割
振蕩器設計者提高OCXO性能的另一個選擇是改變振蕩器內部的晶體類型.
入門級OCXOs通常使用AT切割晶體制造。這些晶體具有良好的整體性能，適用于多種應用，但由于轉折點需要推高，AT切割晶體已失去動力。
此時，可以在進口晶振OCXO內部使用SC切晶體來提高轉折點，而不會犧牲頻率穩定性。AT和SC切割的頻率與溫度曲線如下圖所示。您可以看到SC的頻率響應在烤箱的工作溫度范圍內更加均勻，從而提高了穩定性。
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除了提高頻率穩定性之外，SC切晶體還有其他好處。這些好處包括：●提高頻率穩定性:從上圖可以看出，SC切割的響應在更寬的溫度范圍內比at切割平坦得多。這意味著溫度范圍內的頻率穩定性更高。
●更高的工作溫度: SC切割晶體的轉折點高于at切割晶體，這使其非常適合烤箱應用。這種較高轉折點的缺點是在較低溫度下急劇下降。由于這一特性，SC切晶體僅適用于恒溫振蕩器，在其他振蕩器配置（VCXOs，TCXO晶振等）中效果不佳。)
●改善老化:SC切割晶體（代表“應力補償”）的老化性能比at切割晶體好2到3倍。
●預熱時間:SC切OCXO在其最終頻率上的穩定速度要比at切OCXO快得多。
●相位噪聲:SC切晶體比AT切晶體具有更好的Q（質量）因子。這樣，改善了OCXO的近載波或接近載波相位噪聲。
●g靈敏度:SC切晶體的應力補償也降低了振蕩器的g靈敏度。石英是一種機電設備，如果你在晶體上施加電壓，它就會振蕩。缺點是，如果你在晶體上施加振動，就會產生電壓。該電壓表現為加速度或振動引起的相位噪聲。
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