高稳定性与超低相位噪声的SMD OCXO/VCOCXO——AOC1409系列

在电子设计领域，频率控制元件的性能对整个系统的稳定性和可靠性起着关键作用。今天，我们要探讨的是ABRACON公司的AOC1409系列高稳定性与超低相位噪声的SMD OCXO/VCOCXO ，它在众多应用场景中展现出了卓越的性能。

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一、产品概述

AOC1409系列产品尺寸为 14.9 x 9.7 x 7.0mm ，是表面贴装器件（SMD），符合 RoHS/RoHS II 标准，湿度敏感度等级（MSL）为1。不过需要注意的是，该产品对静电敏感（ESD Sensitive）。

二、产品特性

（一）长期老化特性

它具有极低的长期老化率，在 20 年的时间跨度内，老化仅为±700ppb。这意味着在长时间的使用过程中，产品的频率稳定性非常高，能够为系统提供可靠的时间和频率基准。对于那些需要长期稳定运行的系统，如通信基站、时间频率参考系统等，这一特性尤为重要。我们可以思考一下，如果在一个长期运行的通信基站中，频率稳定性不足会带来什么样的后果呢？

（二）温度稳定性

在 -40°C 到 +85°C 的宽温度范围内，频率稳定性达到 ±10ppb。这使得产品在不同的环境温度下都能保持稳定的性能，无论是在寒冷的极地还是炎热的沙漠地区，都能正常工作。对于一些户外应用的设备，如精密 GPS、测试与测量设备等，这种宽温度范围下的稳定性是必不可少的。

（三）相位噪声特性

相位噪声表现出色，在 100Hz 偏移时典型值为 -138dBc/Hz，在 1kHz 偏移时典型值为 -148dBc/Hz。低相位噪声对于提高信号的纯度和质量至关重要，特别是在通信、雷达等对信号质量要求较高的领域。低相位噪声可以减少信号的干扰和失真，提高系统的性能。

（四）其他特性

工作载波频率为 20.0MHz，采用 14.9 x 9.7mm 的 6 引脚 SMD 回流焊封装，供电电压为 3.3 (V_{dd})，基于 SC - Cut、高“Q”谐振器设计，这些设计使得产品具有较好的电气性能和可制造性。

三、应用领域

（一）通信领域

适用于 Stratum 3 和 Stratum 3E 标准，可用于蜂窝基础设施、基站等。在通信基站中，稳定的频率源是保证通信质量的关键。AOC1409 系列的高稳定性和低相位噪声能够满足基站对频率精度的严格要求，确保信号的准确传输。

（二）测试与测量领域

可用于测试与测量设备，如频谱分析仪、信号发生器等。在这些设备中，需要高精度的频率源来产生和测量各种信号。AOC1409 系列的高性能能够为测试与测量设备提供可靠的频率基准，提高测量的准确性和精度。

（三）网络设备领域

可应用于交换机和路由器，为网络设备提供稳定的时钟信号，保证网络的正常运行。在高速网络中，时钟信号的稳定性对于数据的准确传输和处理至关重要。

（四）时间与频率参考领域

作为时间和频率参考源，为各种需要精确时间和频率的系统提供支持。例如，在金融交易系统、电力系统等领域，精确的时间和频率是保证系统正常运行和数据准确性的关键。

（五）精密 GPS 领域

在精密 GPS 应用中，能够提供高精度的频率信号，提高 GPS 的定位精度和可靠性。

四、电气规格

（一）频率相关参数

载波频率（Fc）为 20.0000MHz，频率精度（校准）在±100ppb 到±200ppb 之间，在 -40°C 到 +85°C 的工作温度范围内，频率稳定性为±10.0ppb。在 20 年的产品寿命周期内，综合频率容差为±700ppb。这些参数保证了产品在不同条件下的频率准确性和稳定性。

（二）温度与电压相关参数

工作温度范围为 -40°C 到 +85°C，存储温度范围为 -40°C 到 +100°C。供电电压（(V{dd})）范围为 +3.135V 到 +3.465V，典型值为 +3.3V。在不同的电压和温度条件下，产品都能保持较好的性能。例如，在电压变化±5%（(V{dd})±5%，Vc 恒定）时，频率稳定性为±5.0ppb。

（三）功耗与电流相关参数

预热时功耗最大为 2.5W，在 +25°C 的稳态下功耗为 1.0W。预热时在最大电压 (V_{dd}= +3.465V) 下电流消耗为 722mA，在 +25°C 稳态下最大电流消耗为 289mA。了解这些功耗和电流参数，有助于我们在设计系统时合理规划电源供应。

（四）输出信号相关参数

输出信号为 LVCMOS 类型，输出负载范围为 13.5pF 到 16.5pF，典型值为 15pF。占空比在 45% 到 55% 之间，典型值为 50%（在 50% (V{dd}) 时）。输出高电压 (V{OH}) 为 0.9(times)((V{dd}))，输出低电压 (V{OL}) 为 0.1(times)((V{dd}))（(V{dd}= +3.3V)）。上升/下降时间为 6ns。这些参数决定了产品输出信号的特性，对于与其他电路的接口设计非常重要。

（五）电压控制相关参数

对于电压控制选项（VCOCXO），中心控制电压（Vc）为 +1.65V，控制电压范围为 +0.0V 到 +3.3V，频率牵引能力为±0.7ppm，控制端口输入阻抗为 100kΩ，EFC 线性度为±10%，调谐斜率为正单调。这些参数为电压控制功能的实现提供了依据。

（六）相位噪声参数

在不同的偏移频率下，产品具有不同的相位噪声值。例如，在 1Hz 偏移时为 -85dBc/Hz，在 10Hz 偏移时为 -115dBc/Hz 等。低相位噪声保证了信号的质量。

五、机械尺寸与引脚功能

产品采用 6 引脚 SMD 封装，引脚功能如下：

• 引脚 1：根据选项不同，可为无连接或电压控制（Vc）。
• 引脚 2 和 5：为工厂使用，请勿进行电气连接。
• 引脚 3：接地（GROUND）。
• 引脚 4：信号输出（Output）。
• 引脚 6：供电电压（(V_{dd})）。

了解这些引脚功能对于正确进行电路设计和焊接非常重要。在实际设计中，我们需要根据引脚的功能合理布局电路板，避免引脚之间的干扰。

六、回流焊曲线

产品推荐的回流焊曲线分为三个区域：

（一）预热/均热区

温度范围为 150°C 到 200°C，时间为 60 到 180 秒。在这个区域，主要是对产品进行预热，使温度均匀上升，避免因温度变化过快而对产品造成损坏。

（二）回流区

温度为 217°C，时间为 60 到 150 秒。在这个区域，焊料开始熔化，实现引脚与电路板的焊接。

（三）峰值加热区

温度为 260°C ± 5°C，时间为 20 到 40 秒。这个区域是为了保证焊料充分熔化和流动，形成良好的焊接效果。

同时，需要注意的是，产品可以承受 2 次回流焊，升温速率最大为 3°C/秒（从 (T{L}) 到 (T{p})），降温速率最大为 6°C/秒（从 (T{p}) 到 (T{L})），从 25°C 到峰值温度的时间最大为 8 分钟。严格按照这些回流焊参数进行操作，能够保证产品的焊接质量和可靠性。

七、包装形式

产品提供三种包装形式：

• C：切带包装，每包 50 个单位。
• T1：卷带包装，每卷 100 个单位。
• T5：卷带包装，每卷 500 个单位。每 330mm 卷的最大数量为 500 个单位。不同的包装形式可以根据实际生产需求进行选择。

不过需要注意的是，Abracon LLC 的产品是商用现货（COTS）产品，适用于商业、工业和部分指定的汽车应用，但不专门设计用于军事、航空航天、依赖生命的医疗应用或任何需要高可靠性的应用（如果组件故障可能导致生命和/或财产损失）。对于需要高可靠性和极端运行环境的应用，需要获得 Abracon LLC 的书面同意和授权。

总之，AOC1409 系列 SMD OCXO/VCOCXO 以其高稳定性、超低相位噪声等优点，在众多电子应用领域中具有广阔的应用前景。电子工程师在设计相关系统时，可以根据产品的特性和规格，合理选择和使用该产品，以提高系统的性能和可靠性。