小型宽压控恒温晶振
晶振简介（OCXO恒温、
晶振简介（OCXO恒温、 MCXO数补、VCXO压控、VCTCXO、VCOCXO）各种晶振简介1. 普通晶振Packaged Crystal Oscillator（PXO）：是⼀种没有采取温度补偿措施的晶体振荡器，在整个温度范围内，晶振的频率稳定度取决于其内部所⽤晶体的性能，频率稳定度在10-5量级，⼀般⽤于普通场所作为本振源或中间信号，是晶振中最廉价的产品。
2. 温补晶振Temperature Compensated Crystal Oscillator（TCXO）：是在晶振内部采取了对晶体频率温度特性进⾏补偿，以达到在宽温温度范围内满⾜稳定度要求的晶体振荡器。
⼀般模拟式温补晶振采⽤热敏补偿⽹络。
补偿后频率稳定度在10-7~10-6量级，由于其良好的开机特性、优越的性能价格⽐及功耗低、体积⼩、环境适应性较强等多⽅⾯优点，因⽽获⾏了⼴泛应⽤。
3. 压控晶振Voltage Controlled Crystal Oscillator（VCXO）：是⼀种可通过调整外加电压使晶振输出频率随之改变的晶体振荡器，主要⽤于锁相环路或频率微调。
压控晶振的频率控制范围及线性度主要取决于电路所⽤变容⼆极管及晶体参数两者的组合 4. 恒温晶振Oven Controlled Crystal Oscillator（OCXO）：采⽤精密控温，使电路元件及晶体⼯作在晶体的零温度系数点的温度上。
中精度产品频率稳定度为10-7~10-8，⾼精度产品频率稳定度在10-9量级以上。
主要⽤作频率源或标准信号 5. 电压控制－温补晶体振荡器（VCTCXO）温度补偿晶体振荡器和电压控制晶体振荡器结合。
6. 电压控制－恒温晶体振荡器（VCOCXO）恒温晶体振荡器和电压控制晶体振荡器结合。
晶振的应⽤：晶体振荡器被⼴泛应⽤到军、民⽤通信电台，微波通信设备，程控电话交换机，⽆线电综合测试仪，BP机、移动电话发射台，⾼档频率计数器、GPS、卫星通信、遥控移动设备等。
基于小型化超低短稳高稳定度恒温晶振的设计
恒温晶振的电路设计分为振荡电路（主振电路）和控温电路 两个部分。
2.1 主振电路的设计 振荡电路的设计有串联晶体振荡器和并联晶体振荡器两种。
并联型晶体谐振器电路是晶体接在反馈网络中，并与电路中其他 电抗元件构成并联谐振回路 ；在串联型晶体电路中，晶体与负载 电容串联，工作时呈纯阻性。为了便于可生产性和调试方便等原 因，本文采用了并联振荡电路的共集柯尔匹兹电路形式，主振电 路图见图 1。
D 专题 IGITCW 技术 Special Technologyห้องสมุดไป่ตู้
基于小型化超低短稳高稳定度恒温晶振的设计
郭 旺
（中国电子科技集团公司第五十四研究所，石家庄 050000）
摘要 ：本文主要介绍了一款 36×27×13mm3 封装的小型化超低秒高稳定的恒温晶振的设计。传统的高稳定度恒温晶振其温度稳定
度和老化特性都能够做到很好，比如温度特性能够达到 ±0.1ppb（40℃ ~85℃），老化特性能够达到 0.1ppb/ 日。但是其短期稳定度（秒
参考文献
[1] 赵声衡、赵英 . 晶体振荡器 . 北京 ：科学出版社，2008. [2] 赵声衡 . 精密恒温槽原理 . 长沙 ：湖南科学技术出版社，1991. [3] LEESON D B.A simple model of feedback oscillator noise spectrum[J].
3 测试结果
由于本文设计的产品短稳已经达到了 5*10e-13 的数量级，普 通设备的测量精度已经无法达到要求。所以建议采用测试精度较 高的测试设备和参考源，如本次实验的测试设备为 5125A，参考 源为高稳定度的 DBV-10M 参考源。经过前期的实验和参数的调 整，测试结果如下图 2 和图 3 ：
恒温晶振简述
恒温晶振简述
恒温晶振简述
恒温晶振，全称恒温晶体振荡器，英文缩写OCXO。
它选用高Q值、高精度、低老化的精密石英晶体元件
做振荡体，应用恒温技术、温补技术、压控技术而设
计，采用先进的生产工艺，自动化检测，具有高稳定、
低老化率、压控调整范围适中、线性好等特点。
本产品获得专利：
ZL200820050366.X
ZL200820050367.4
ZL200920059663.5等6项。
本产品的检测软件获得著作版权登记证2010SR001284。
恒温晶振产品特点
频率输出稳定，工作温度范围内稳定度可达1×10-10
单边带噪声可达-160dBc/Hz @1kHz
短期稳定度（秒稳）可达5×10-12
年老化可达1×10-8
主要参数符合国家数字网进网要求
恒温晶振典型应用
适用于各种数字通信设备及频率计量仪表等作为高稳定度的时基信号源使用。
如3G、LTE等新一代移动通信网络设备、数字程控交换机、接入网设备、各种SDH和PDH等同步传输设备、GSM和CDMA等移动交换设备的同步信号；亦如各种频率计中作为频率标准信号。
晶振产品订购代码 晶振产品订购代码。
新型恒温晶振原理及实现
• 92•描述了一种新型恒温晶振（OCXO）的设计方案，在恒温晶振（OCXO）研究基础上，通过对控温电路的优化设计，并采用热敏网络补偿技术，以恒温控制为主，温度补偿为辅，先进行恒温控制，再进行温度补偿。
两者相互结合取得优良的温频特性。
新型恒温晶振的工作电压仅为5V。
其温度-频率特性及相位噪声分别达到≤±1ppb（-40～+70℃）和≤-158dBc/Hz@1kHz的指标。
稳态功耗仅为1.2W，体积为36*27*12.7mm。
引言：石英晶体振荡器是无线电设备的核心部件，是通信、广播、雷达、电子对抗、遥控遥测及许多测量仪器必不可少的部件，其中恒温晶体振荡器（OCXO ）是一种频率稳定性最好的高精密晶体振荡器（蒋松涛，一种小型超低相噪恒温晶振的设计：压电与声光，2015）。
大量应用于高端通讯设备中。
目前温频特性要达到10-9～10-11数量级普遍采用双层恒温技术。
存在预热时间长，体积大，功耗高等缺点（赵声衡，晶体振荡器：科学出版社，2008）。
本文描述了一种恒温控制为主，温度补偿为辅，两者相结合的新型OCXO 设计方案。
并成功研制了体积为36×27×12.7（mm ），温度稳定度优于±1×10-9的小体积低功耗恒温晶振。
1 晶体谐振器温频特性晶体谐振器是一种基于压电效应实现的机械振动系统。
其晶片切型有很多种，包括AT 切、SC 切、BT 切等。
其中比较常用、生产较成熟的是AT 切和SC 切。
SC 切谐振器的显著特点是其频率与温度之间有近似的三次函数关系，因而它具有零温度系数点（John R.Vig Quartz Crystal Resonators and Oscillators For Frequency Control and Timing Applications:U.S.Army Communications-Electronics Command,2001）。
晶振 恒温
晶振恒温技术在电子设备中的应用晶振（Crystal Oscillator）是一种可以根据外部电压或电流激励而产生稳定的、高度一致的频率振荡的装置。
恒温技术则是通过控制设备的温度，保持其在一个恒定的温度范围内工作，以实现设备的稳定性和可靠性。
本文将介绍晶振恒温技术在电子设备中的应用。
晶振是现代电子设备中不可或缺的元件，它的主要作用是为设备提供精确的时钟信号。
晶振的频率稳定性对于设备的正常运行至关重要。
然而，晶振的频率会受到环境温度的影响，温度的变化会导致晶振频率的不稳定，从而影响设备的性能。
为了解决这个问题，晶振恒温技术被广泛应用于电子设备。
晶振恒温技术使用温度传感器来监测晶振的工作温度。
当温度发生变化时，恒温电路会根据传感器反馈的信号调整温度，使晶振保持在一个恒定的温度范围内。
恒温电路可以通过加热或降温来调整温度，以确保晶振的工作温度始终在合适的范围内。
晶振恒温技术具有以下优点和应用价值：1.提高设备的性能稳定性：晶振恒温技术可以消除温度对晶振频率的影响，保持晶振的工作频率稳定。
这可以提高设备的定时精度和性能稳定性，确保设备正常工作。
2.增强设备的抗干扰能力：晶振频率的稳定性对设备的抗干扰能力有重要影响。
通过晶振恒温技术，设备可以在不同温度环境下保持稳定的工作频率，从而提高设备的抗干扰能力。
3.延长设备的使用寿命：晶振在较高的温度下工作，会导致其老化加快，缩短设备的使用寿命。
通过恒温技术，晶振可以在较低的温度下工作，延长其使用寿命，提高设备的可靠性。
4.广泛应用于通讯设备：晶振恒温技术在通讯设备中得到广泛应用。
例如，在无线通信设备中，晶振的频率稳定性会直接影响信号的传输质量和传输距离。
通过晶振恒温技术，可以提高通信设备的稳定性和传输性能。
总之，晶振恒温技术是现代电子设备中重要的技术之一，它可以提高设备的性能稳定性、抗干扰能力和使用寿命。
晶振恒温技术在通讯设备等领域有着广泛的应用。
随着电子设备的不断发展，晶振恒温技术将继续得到重要的关注和应用。
晶体、晶振可靠性应用规范
6、对于没有特殊要求的电路应用中，低于（包括）27MHz晶振谐振器要求，选用AT切基频晶体，高于27MHz晶体谐振器选用AT切泛音晶体，对于泛音晶体的振荡电路需加谐波抑制电路
存储温度
晶体的存储温度，晶体是温度敏感器件，限制存储温度有助于保证晶体的可靠性
Load capacitance
负载电容，CL
负载电容除了CL1、CL2之外，还包括单板的杂散电容
EqurvalentSenesResistance
等效串联电阻
等效串联电阻是R1或者R10
Drive Level
驱动电平
晶体正常工作需要的激励功率
压控晶振：输出频率随着外加控制电压而改变的晶体振荡器。这种改变通常是将控制电压加到作为石英谐振器负载电容的变容二极管来实现的，频率可以根据压控电压在一定范围内调节，多用于锁相环电路
恒温晶振：将石英谐振器至于恒温器内来改善频率特性的晶体振荡器。通常有单层恒温和双层恒温两种形式。恒温晶振频率变化受温度影响小。其频率准确度高，多用于时钟要求高的系统电路中，如三级时钟板。
反馈网络：将通过选频网络的频率信号反馈到放大器输入端，形成一个闭环的正反馈网络
输出网络：被放大的稳定频率信号，通过输出网络的整形和驱动，输出到其他器件。
1.2.2.
按照晶振的应用方式，分为普通晶振、压控晶振、恒温晶振、温补晶振
缩略语
英文全名
中文解释
XO
Crystal Oscillator
普通晶振
VCXO
恒温晶振守时
恒温晶振守时
恒温晶振（OCXO，Ovenized Crystal Oscillator）是一种具有恒定工作温度的晶体振荡器，它能提供精确的时间基准信号。
在各种时钟、计时器和同步通信设备中，恒温晶振发挥着重要作用。
OCXO 晶体振荡器采用密闭式石英晶体结构，通过精确控制工作温度，实现高稳定性和低相位噪声。
恒温晶振守时的特点主要包括：
1.稳定性：OCXO 晶体振荡器能够在较宽的温度范围内保持稳定的频率和振荡性能。
这使得它们成为要求高精度时钟同步的设备的首选。
2.低相位噪声：OCXO 晶体振荡器具有较低的相位噪声，这意味着它们在通信系统和精密测量应用中具有更高的性能。
3.小体积：与现代通信系统对小型化和轻量化的需求相适应，OCXO 晶体振荡器具有较小的体积。
4.高性价比：随着技术的发展，OCXO 晶体振荡器的成本逐渐降低，使得它们在各种应用中的性价比不断提高。
5.广泛应用：OCXO 晶体振荡器广泛应用于通信基站、智能电网、测试及量测设备，以及雷达、制导等军事和宇航等领域。
恒温晶振守时是通过精确控制工作温度来确保晶体振荡器输出频率的稳定性和低相位噪声。
温补晶振和恒温晶振
温补晶振和恒温晶振1. 引言晶振是现代电子产品中常用的一种时钟源，用于提供精确的时钟信号。
然而，晶振的频率会受到环境温度的影响，导致输出信号频率不稳定。
为了解决这个问题，人们开发了温补晶振和恒温晶振技术。
本文将详细介绍温补晶振和恒温晶振的原理、应用和优势，并探讨它们对电子产品性能的提升。
2. 温补晶振2.1 原理温补晶振是一种通过在晶体管上添加温度传感器来实现温度补偿的技术。
当环境温度发生变化时，传感器会检测到温度变化并将其转换为电信号。
这个电信号会被输入到一个控制电路中，根据传感器测得的温度值来调整晶体管的工作点，从而实现对输出频率的自动调节。
2.2 应用温补晶振广泛应用于需要高精度时钟源的领域，例如通信设备、计算机、精密仪器等。
它可以帮助设备在不同温度环境下保持稳定的时钟频率，确保数据传输的准确性和可靠性。
2.3 优势温补晶振相比传统晶振具有以下优势：•高精度：通过实时监测温度并进行补偿，温补晶振可以在不同温度下提供更加稳定和准确的时钟频率。
•自动调节：温补晶振能够自动根据环境温度变化来调整输出频率，无需人工干预。
•节省空间：由于集成了温度传感器和控制电路，温补晶振可以在电路板上占用较小的空间。
3. 恒温晶振3.1 原理恒温晶振是一种利用恒温技术来稳定晶振频率的方法。
它通过在晶体管周围加热或冷却来维持一个恒定的工作温度，从而消除环境温度对晶振频率的影响。
3.2 应用恒温晶振广泛应用于对时钟频率要求极高的领域，如射频通信、航空航天等。
在这些领域中，即使在极端温度条件下，恒温晶振也能提供稳定的时钟信号，确保系统的正常运行。
3.3 优势恒温晶振相比传统晶振具有以下优势：•高稳定性：通过恒定的工作温度，恒温晶振可以提供非常稳定和可靠的时钟频率输出。
•抗干扰性：恒温晶振可以有效抵御外部环境因素对频率的影响，如温度变化、电磁干扰等。
•高精度：由于工作在恒定的温度条件下，恒温晶振可以实现更高的频率精度和稳定性。
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推荐产品—OX2092- 38.880-05-1707-0510-F
指标名称 温度稳定度 日老化率 频率稳定度 频率准确度 短期稳定度 相噪 压控电压范围 频率调整范围 电调 输入阻抗 线性度 波形 幅度 输出 占空比 上升/下降沿 供电电压 电源 启动电流 工作电流 外形尺寸（max） 45%～55% ≤6ns +5×(1±5%)V ≤500mA ≤200mA 21mm×21mm×11mm @25℃ @25℃ 10%～90% ≥50kΩ ≤±10％ LVTTL/LVCMOS H≥2.8V, L≤0.4V 负载 15pF 参 数 值 ≤±1×10 ≤±1×10 ≤±1×10
-10 -7条ຫໍສະໝຸດ 件0℃～+70℃相对于 25℃ 30 天后 出厂时校准, @25℃、Vc=2.5V t=1 秒, 上电 1 小时后测量, @25℃ @1KHz
-8
-7
≤1×10 /s ≤-135dBc/Hz 2.5V±2.5V ±（10～15）×10
-6
正斜率
技术指标（可选）
频率范围 常规频率（MHz） 频率准确度 日老化率 短期稳定度 温度稳定度 压控电压范围 压控频率范围 工作电压 封装代码 1～50MHz 10, 12.8, 13, 16.384, 19.20, 19.44, 20, 26, 32.768, 38.40, 38.88, 50… ≤±1E-7 ≤±5E-9, ≤±1E-8 ≤5E-11/s, ≤1E-10/s ≤±1E-8, ≤±5E-8, ≤±1E-7 2.5±2V, 2.5±2.5V, 1.5±1.5V… ≥6E-6, ≥10E-6 3.3V, 5V, 12V 20, 21, 22, 24, 25，定制
小型宽压控恒温晶振
概述 本系列产品主要应用于空间有限、稳定性能要求较高、频率调整范围宽、无 需即开即用且能提供至少 3W 直流电源功率的场合。适用于各类通信设备作时钟 信号源，也适用于各类仪表、仪器设备作频率基准。 本系列产品设计先进，SMT 工艺装焊，自动化检测，选用进口泛音精密石英 晶体， 其频率调整范围可达 15ppm、 压控线性度优于 3%。 最小封装已做到 DIP14。