为什么要选择恒温控制晶振作为AT或SC剪辑材料?

为什么要选择恒温控制晶振作为AT或SC剪辑材料?

在频率控制应用中使用不同的石英晶体切割导致不同的表现,AT切割是业内常用的切割角度,它有在较宽的温度输出范围内具有非常好的稳定性能,在OCXO晶振应用中,AT切割角度由零斜率定义点或转折点,转折点和烤箱的斜率控制是OCXO频率稳定性的主要变量,烤箱温度通常设定在上部环境温度10°C规范要求,适用于0-70°C的应用,烤箱设定在+85°C+/-5°C,转折点角度指定为匹配烤箱温度.

本文将讨论AT削减和SC切割性能以及两者的成本权衡削减,由于SC主要用于烤箱应用,这将是焦点,SC和AT切口具有不同的温度稳定性曲线,为了进行比较,下图显示了AT和SC,可以看出,AT是宽温度的首选切口范围,在25°C左右对称(拐点温度),可以产生在-55°C至125°C范围内具有良好稳定性的角度,SC切口的弯曲温度为92°C,非常平坦在较热的一端,但在冷端快速尾巴,对于OCXO晶体振荡器应用中,晶体的工作温度通常是在80-100°C的范围内.

在下面的SC曲线中,注意本地化曲线的斜率与前面显示的AT曲线相比较,坡度的5倍改善是SC减产的一个原因用于更严格的稳定性应用,还要注意角度越来越紧分配以实现典型烤箱范围内的调谐点OCXO要求,SC削减了性能改进如上所述,SC削减是压力补偿,减轻压力晶体中的效果导致以下性能改进,安装座上的机械应力(压缩)导致频移更少,降低衰老,石英晶体单元中的老化始终是高稳定性的关注点设备.

在下图中,显示了每条曲线的局部斜率关闭转折点±1°C,这让OCXO设计师可以看到如果烤箱控制低于±1°C,则预期稳定性AT切割水晶的转折点,如果烤箱可以保持更紧,然后可以实现更严格的稳定性,字母SC代表"压力补偿",由于石英晶体振荡器是各向异性,在AT切割中看到的应力可以减少或通过phi方向的第二次旋转消除,通过计算,21.3°的phi旋转,将不会产生压力诱发频移.

晶圆边缘的应力(压缩或张力)安装,导致晶振频率负向移动,随着时间的推移,这种压力会放松并导致频率正向移动,SC切割可以最大限度地减少频率偏移,从而实现更好的老AT削减,较高的驱动水平会加热石英并导致石英中的压力,SC允许较低的频率偏移在更改驱动器级别时,石英中的摩擦损失转化为热量,局部热量(在电极区域下)设置热梯度和应力石英,更多的驱动器等于更多的热量,这种压力导致了变化的频率,SC切割显示较低的频移到驱动器级别的更改.

对于SC削减,规格紧凑为ppb的十分之一/G可以满足,AT减少了10倍,可以看到这些数字一个"G",但如果在10G到1000G时出现振动或震动,频移应该乘以该数量,烤箱的变化会导致小的瞬变热应力,降低恒温晶振短期稳定性,在OCXO烤箱中,烤箱温度控制保持紧密尽可能,如果外界温度变化,烤箱会对此作出反应弥补这一变化,这些变化很快发生通常非常小,但产生温度瞬变和石英中的热应力,压力会影响频率漂移,SC切割对此瞬态的反应较小,从而导致短期更好稳定性.