愛普生全新恒溫晶體振蕩器(OCXO)OG7050CAN:功耗降低56%,助力下一代通信基礎(chǔ)設(shè)施
隨著5G規(guī)?;瘧?yīng)用、物聯(lián)網(wǎng)深度普及及 6G 技術(shù)加速研發(fā),基站與數(shù)據(jù)中心等通信基礎(chǔ)設(shè)施對高精度參考信號源的需求持續(xù)攀升。在此背景下,愛普生推出全新恒溫晶體振蕩器(OCXO)"OG7050CAN",以顯著優(yōu)化的功耗表現(xiàn)與緊湊設(shè)計,為通信網(wǎng)絡(luò)核心設(shè)備提供關(guān)鍵支撐。新款OCXO愛普生OG7050CAN功耗比愛普生早期的OG1409系列產(chǎn)品低56%*1,尺寸為7.0×5.0毫米,高度為3.3毫米(典型值),體積比早期產(chǎn)品小85%。該晶體振蕩器體積小、節(jié)能,是下一代通信基礎(chǔ)設(shè)施中參考信號源的理想選擇。
作為有線無線骨干網(wǎng)的核心組件,參考信號源需滿足嚴(yán)苛的精度與穩(wěn)定性標(biāo)準(zhǔn)。OCXO 通過控溫室(溫箱)維持晶體單元恒溫,從而抑制頻率漂移,成為此類場景的理想選擇。晶體振蕩器封閉在控溫室(“溫箱”*2)中。即使環(huán)境溫度發(fā)生變化,溫箱內(nèi)的溫度也能保持恒定,從而*大限度地減少頻率漂移。隨著通信數(shù)據(jù)流量持續(xù)增長,這些變化預(yù)計將導(dǎo)致基站和數(shù)據(jù)中心的功耗急劇增加,并推動對用作參考信號源的低功耗OCXO的需求。
左側(cè):早期產(chǎn)品。右側(cè):新開發(fā)產(chǎn)品
為了滿足這一需求,愛普生利用其晶體器件、半導(dǎo)體和安裝技術(shù)開發(fā)出一種OCXO,實現(xiàn)了相比之前產(chǎn)品功耗降低 56%、體積縮小 85% 的顯著進步。這一改進在很大程度上得益于溫箱的小型化和應(yīng)力補償(SC)切割晶體單元。
傳統(tǒng)OCXO的內(nèi)部結(jié)構(gòu)(概念圖)
與普通晶體振蕩器中使用的AT切割晶體單元*3不同,SC切割晶體單元具有高度穩(wěn)定性,并且耐熱沖擊和抗震性。早期產(chǎn)品采用直徑為6毫米的圓形SC切割晶體單元,需要大型溫箱和大量電力來保持恒溫。為了解決這個問題,愛普生重新設(shè)計了晶體單元,使用矩形結(jié)構(gòu)代替圓形結(jié)構(gòu)。他們不僅成功地將SC切割晶體單元的尺寸縮小了90%,同時還提高了性能并降低了功耗。與早期產(chǎn)品相比,重新設(shè)計還將溫箱的體積減少了96%。
開發(fā)人員面臨的另一個挑戰(zhàn)是實現(xiàn)低功耗溫箱結(jié)構(gòu)。愛普生開發(fā)并優(yōu)化了自己的振蕩器IC和加熱器IC,以將SC切割晶體單元保持在恒溫的溫箱中,同時*大限度地降低功耗。溫箱用導(dǎo)熱性低的粘合劑粘合在OCXO封裝內(nèi),以改善內(nèi)部絕緣。這限制了加熱器IC的熱量損失并保持低功耗。通過使用數(shù)字方式(而非傳統(tǒng)的模擬方式)控制SC切割晶體單元的溫度,即使在環(huán)境溫度波動時開發(fā)人員也能保持晶體單元的溫度更加穩(wěn)定,從而將OCXO的頻率/溫度特性從±50×10-9降低到±3×10-9*4。
早期產(chǎn)品:0.43W@25℃ 新開發(fā)的產(chǎn)品:0.2W@25℃
這些發(fā)展帶來了高精度OCXO,其功耗比舊產(chǎn)品降低了56%*1(25℃時為0.2W),體積縮小了85%(7.0×5.0mm)。功耗降低使SC切割晶體單元的溫度能夠更快穩(wěn)定,與舊產(chǎn)品相比,啟動時的頻率收斂時間降低了5倍以上。
新產(chǎn)品特性:
1.低功耗:25℃(靜止空氣)時0.2W
2.尺寸?。?.0×5.0×3.3mm,典型值
3.頻率/溫度特性:±3×10-9
4.啟動時間至頻率穩(wěn)定在±20×10-9:30s以內(nèi)
5.PLL*5功能允許通過內(nèi)部IC設(shè)置將輸出頻率設(shè)置為1MHz至170MHz之間的任意值
6.抖動減少功能可控制PLL引起的噪聲惡化
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備注:
1.愛普生OG1409 系列 OCXO(現(xiàn)已停產(chǎn))在25℃時功耗在0.43W,新產(chǎn)品的功耗為0.2W。
2.溫箱:用于將腔體內(nèi)部保持在特定恒定溫度的裝置。
3.AT切割晶體單元:晶體諧振器,其晶體芯片由以特定角度切割的粗糙晶體制成,稱為AT切割。它覆蓋兆赫(MHz)波段,是使用廣泛的石英晶體類型。AT切割晶體的頻率/溫度特性為三次函數(shù),零交叉點接近室溫,因此它們具有出色的溫度特性。
4.10-9表示十億分之一,±10×10-9也通常稱為±10 ppb。
5.PLL:鎖相環(huán)的縮寫,是一種產(chǎn)生所需輸出頻率以匹配特定頻率的時鐘信號的電子電路。
6.參數(shù)源自愛普生實驗室,因設(shè)置和方法不同可能存在差異。
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