原创 晶振知识|OCXO恒温晶体振荡器介绍

OCXO是Oven Controlled Crystal Oscillator这个词的缩写，中文名我们一般称之为恒温晶体振荡器或简称恒温晶振，它是通过恒温箱保持晶体振荡器或晶体单元或其它关键组件的温度，从而将环境温度变化引起的输出频率变化降至最低，从而产生更大程度的频率稳定性的晶体振荡器。

不过在另一方面，为了稳定输出频率，所以恒温箱必须持续工作。因此，与有源晶振和TCXO温补晶振相比，其缺点是恒温箱在启动时需要几分钟才能预热(在TCXO中以毫秒为单位启动)，或者电流消耗大多达几瓦(在TCXO中仅为几毫瓦到几十毫瓦）。

OCXO恒温晶体振荡器的典型参数

标准温度稳定性(Frequency Stability)：±1×10-7~±1×10-9(±0.1ppm~±1ppb)

标准老化率(Aging)：±2x10-7/年~ ±2 x 10-8/年(±0.2ppm~±20ppb/年)

标准功耗(Power Current)：稳态条件(Steady-State)下1.5W~ 2.0W(+25°C环境温度下)

DOCXO双恒温晶体振荡器

如果需要更高精度的稳定性,例如±1×10-10~±5×10-11(0.1ppb~0.05ppb)，普通的OCXO恒温晶振是达不到这个参数的，那么则可能需要双恒温晶体振荡器DOCXO(Double Oven OCXO)。DOCXO是通过将OCXO放入另一个恒温箱里制成的。该外部恒温箱将缓冲OCXO免受环境变化的影响，两个温度控制器的组合可以将设定点温度保持在±0.10°C以内，而普通的OCXO温度控制器电路将设定点温度保持在±1°C或更低，这样精度就可以更高，同时温度控制也更好。

OCXO恒温晶体振荡器中晶体切割类型

晶体切割的类型也会影响振荡器的稳定性。某些类型的切割在其转折点处具有不同的频率与温度的斜率。OCXO恒温晶振有两种最常见的切割类型是AT和SC切割。例如，对于+80°C 的转折点，SC切割晶体的斜率可能为5 x 10-9/°C，而对于80°C的转折点，AT 型晶体的斜率可能为1 x 10-8/°C。在温度控制器相同的情况下，AT型晶体的频率变化量是SC型晶体的两倍。温度稳定性和工作温度范围要求决定了所使用的晶体切割类型。

OCXO恒温晶体振荡器的优缺点

优点：

1.     高频率稳定性（频率温度特性、长期频率稳定性等）。

2.     相位噪声低（特别是在偏移频率为1赫兹、10赫兹或更低的情况下）

3.     出色的短期频率稳定性。

4.     低抖动(如一般设计为几百fs)

缺点：

1.     高功耗，这种缺点通常使OCXO不是电池应用的非常合适的选择。(例如，稳定时为数百毫瓦)

2.     较大的外部尺寸（最常见的尺寸为25×22×12.1毫米）

3.     成本较高(相对于TCXO温度补偿晶体振荡器来比贵几倍以至几十倍)

SJK晶科鑫OCXO恒温晶振产品的常见尺寸：

贴片封装：

1.     1X：9.7×7.5×4.1 mm

2.     9X：14.7×9.5×6.5 mm

3.     5X：25.4×22.1×11.0(13.0) mm

插件封装：

1.     1X：20.3×12.7×11.0 mm

2.     3X：21.0×21.0×11.0 mm

3.     9M：25.4×25.4×13.0 mm

4.     6X：36.3×27.2×13.0 mm

OCXO恒温晶体振荡器应用：

OCXO恒温晶振主要应用于通信基站、智能电网、工业设备、仪器仪表、航海、测试及量测设备、以及雷达、制导等军事和宇航等领域，并不断向小型化、高精度、高可靠、低功耗技术方向发展。