爱普生开发了一种烤箱控制的晶体振荡器，其功耗比传统OCXOs1低56%

爱普生开发了一种烤箱控制的晶体振荡器，其功耗比传统OCXOs1低56%

-该振荡器小巧且节能，是下一代通信基础设施中参考信号源应用的理想选择-

 

精工爱普生公司（TSE:6724，“爱普生”）开发了一种炉控晶体振荡器（OCXO）“OG7050CAN”，其功耗比爱普生早期OG1409系列产品（“早期产品”）低56%。新的OCXO尺寸为7.0×5.0mm，高度为3.3mm（典型值），体积比早期产品小85%。

有线和无线骨干通信设施（如基站和数据中心）中的参考信号源受到严格的精度和稳定性标准的约束。烤箱控制晶体振荡器因其高稳定性而被用作此类应用中的基准信号源。晶体振荡器被封闭在一个温度控制室（“烤箱”）2中。即使环境温度发生变化，烤箱内的温度也保持恒定，从而最大限度地减少频率漂移。

通信数据流量持续增长，这得益于第五代通信系统（5G）的推出、物联网（IoT）的普及、数据中心人工智能（AI）的使用以及即将到来的6G服务。这些变化预计将导致基站和数据中心的功耗急剧增加，并推动对用作参考信号源的低功耗OCXO的需求。

为了满足这一需求，爱普生利用其晶体器件、半导体和安装技术开发了一种OCXO，其功耗比早期产品低56%，体积比早期产品小85%。

这种改进在很大程度上是由于炉和应力补偿（SC）切割晶体单元的小型化。

 

与普通晶体振荡器中使用的AT切割晶体单元3不同，SC切割晶体单元具有高度的稳定性，能够抵抗热冲击和振动。早期的产品采用直径为6mm的圆形SC切割晶体单元，需要大型烤箱和大量功率来保持恒温。为了解决这个问题，爱普生重新设计了晶体单元，使用矩形结构而不是圆形结构。他们不仅成功地将SC切割晶体单元的尺寸减小了90%，而且在提高性能和降低功耗的同时做到了这一点。与早期产品相比，重新设计还将烤箱的体积减少了96%。

开发人员面临的另一个挑战是实现低功耗烤箱结构。爱普生开发并优化了自己的振荡器IC和加热器IC，使SC切割晶体单元在烤箱中保持恒温，同时最大限度地降低功耗。烤箱用导热系数低的粘合剂粘合在OCXO封装内，以改善内部绝缘。这限制了加热器IC的热量损失，并保持了低功耗。通过使用数字手段控制SC切割晶体单元的温度，而不是传统的模拟方法，即使在环境温度波动的情况下，开发人员也能够保持晶体单元温度的稳定，从而将OCXO的频率/温度特性从±50×10-9降低到±3×10-9.（4）

 

这些发展导致了一种高度精确的OCXO，其功耗（25℃时为0.2W）比早期产品低56%，体积小85%（7.0×5.0mm尺寸）。功耗的降低使SC切割晶体单元的温度能够更快地稳定下来，与早期产品相比，启动时的频率稳定性降低了5倍或更多。

 

新型OCXO的样品将于2025年4月开始提供。

爱普生计划在国际定时与同步论坛（ITSF 2024）上就为新型OCXO开发的技术发表演讲。爱普生是该论坛的金牌赞助商，该论坛将于11月4日至7日在西班牙举行。

作为晶体器件的领导者，爱普生将继续提供满足各种电子设备和社会基础设施需求的晶体器件产品。

 

新产品特性

低功耗：25℃时0.2W（静止空气）

小尺寸：7.0×5.0×3.3mm，典型。

频率/温度特性：±3×10-9

启动时间，直到频率稳定在±20×10-9:30以内。

PLL5功能允许通过内部IC设置将输出频率设置为1MHz至170MHz。

抖动减少功能控制PLL引起的噪声恶化。

新产品主要规格

1.爱普生OG1409系列OCXO（现已停产）

2.Oven：一种设计用于将腔室内部保持在一定恒定温度的装置

3.AT切割晶体单元：一种晶体谐振器，其晶体芯片由以特定角度切割的粗糙晶体制成，称为at切割。它覆盖了兆赫（MHz）频段，是使用中最受欢迎的石英晶体类型。AT切割晶体具有三次函数的频率/温度特性，在室温附近具有过零点，因此它们具有优异的温度特性。

4.10-9表示十亿分之一，而±10×10-9通常也被称为±10ppb。

5.PLL：锁相环的缩写，一种产生所需输出频率以匹配特定频率时钟信号的电子电路。