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    恒温控制晶体振荡器(OCXO)      

    发布人:longhusz    发布时间:2011-10-11

    OCXO是利用恒温槽使晶体振荡器或石英晶体振子的温度保持恒定, 将由周围温度变化引起的振荡器输出频率变化量削减到最小的晶体振荡器, 其内部结构如图4所示。在OCXO中,有的只将石英晶体振子置于恒温槽中, 有的是将石英晶体振子和有关重要元器件置于恒温槽中, 还有的将石英晶体振子置于内部的恒温槽中, 而将振荡电路置于外部的恒温槽中进行温度补偿, 实行双重恒温槽控制法。利用比例控制的恒温槽能把晶体的温度稳定度提高到5000倍以上, 使振荡器频率稳定度至少保持在1×10-9。 OCXO主要用于移动通信基地站、国防、导航、频率计数器、频谱和网络分析仪等设备、仪表中 OCXO是由恒温槽控制电路和振荡器电路构成的 通常人们是利用热敏电阻“电桥”构成的差动串联放大器,来实现温度控制的 具有自动增益控制(AGC)的(C1app)振荡电路,是目前获得振荡频率高稳定度的比较理想的技术方案 在近几年中,OCXO的技术水平有了很大的提高。 日本电波工业公司开发的新器件功耗仅为老产品的1/10。 在克服OCXO功耗较大这一缺点方面取得了重大突破。 该公司使用应力补偿切割(SCCut)石英晶体振子制作的OCXO, 与使用AT切形石英晶体振子的OCXO比较, 具有高得多的频率稳定度和非常低的相位噪声。 相位噪声是指信号功率与噪声功率的比率(C/N), 是表征频率颤抖的技术指标。在对预期信号既定补偿处, 以1Hz带宽为单位来测量相位噪声。 Bliley公司用AT切形晶体制作的NV45A 在补偿点10Hz、100Hz、1kHz和10kHz处的相位噪声分别为100、135、140和145dBc/Hz, 而用SC切割晶体制成的同样OCXO, 则在所有补偿点上的噪声性能都优于5dBc/Hz 金石集团生产的OCXO,频率范围为5~120MHz, 在-10~+60℃的温度范围内, 频率稳定度有±0.02、±0.03和±0.05ppm, 老化指标为±0.02ppm/年和±0.05ppm/年。 Oak频率控制公司的4895型4.096~45MHz双恒温箱控制OCXO, 温度稳定度仅为0.002ppm(2×10-10)/0~75℃; 4895型OCXO的尺寸是50.8mm×50.8mm×38.3mm, 老化率为±0.03ppm/年。如果体积缩小一点, 在性能指标上则会有所牺牲。 Oak公司生产的10~25MHz表面贴装OCXO, 频率稳定度为±0.05ppm/0~70℃。 PiezoCrystal的275型用于全球定位系统(GPS)的OCXO采用SC切形石英晶体振子,在0~75℃范围内总频偏小于±0.005ppm, 最大老化率为±0.005ppm/年。 Vectron国际公司的CO-760型OCXO, 尺寸为25.4mm见方,高12.7mm,在OCXO产品中, 体积算是较小的。随着移动通信产品的迅猛增长, 对OCXO的市场需求量会逐年增加。 OCXO的发展方向是顺应高频化、 高频率稳定度和低相位噪声的要求,但在尺寸上的缩小余地非常有限。 日本金石、始建于1948年的NibonDempaKogyo公司和美国摩托罗位、 韩国的Sunny-Emi等公司,都是生产石英晶体器件较大的厂商。 国内生产石英晶体振荡器等元器件的单位有原电子工业部第十研究所、 北京707厂、国营第875厂和一些合资企业等。 我国对人造石英晶体及其元器件的研究开发起步较早, 目前拥有的生产能力也较大。就石英晶体振荡器而言, 与国外先进水平比较,主要是在片式化、小型化、 高频化和频率温度特性等方面还存在差距。 尽快缩小这些差距,进一步扩大生产规模, 提高产品性价比,是提高在国际市场上竞争力的必由之路。 与此同时,还要跟踪该器件发展的新动向, 如,视频发生器等振荡器的研究与应用。
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