高稳定恒温晶振的技术特点及应用趋势

        晶振是电路中常用的时钟元件，全称是叫晶体振荡器，它是利用具有压电效应的石英晶体片制成的。其作用在于产生原始的时钟频率，这个频率经过频率发生器的放大或缩小后就成了电脑中各种不同的总线频率。由于石英谐振器具有体积小、重量轻、可靠性高、频率稳定度高等优点，被应用于家用电器和通信设备中。石英谐振器因具有极高的频率稳定性，故主要用在要求频率十分稳定的振荡电路中作谐振元件。而本文介绍的是高稳定晶振即恒温晶振（OCXO），其特性及应用范围。

        高稳定恒温晶振（OCXO）是装在“恒温箱”的石英晶体振荡器，它利用恒温槽使石英晶体谐振器（quartz crystal）的温度保持恒定，将周围温度变化对振荡器输出频率的影响降低到最小。由于采用了专门的保护电路和保护措施，OCXO具有超低短期稳定性（<-178dBc），老化率非常低（每年0.05-0.5ppm），其性能不受外界温度、重力和振动等因素的影响。高稳定恒温晶振（OCXO），由于晶体振荡器的震荡频率会随着温度的变化而变化，故为了保持频率的稳定性，将晶振控制在一个恒定的温度下工作以此来提高晶振的相频特性。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。恒温晶振（OCXO）由于晶体振荡器的震荡频率会随着温度的变化而变化，故为了保持频率的稳定性，将晶振控制在一个恒定的温度下工作以此来提高晶振的相频特性。

高稳定恒温晶振（OCXO）特性：

温度稳定性：从使用温控烘箱来看，OCXO的温度稳定性比TCXO好很多，当然比普通晶振好很多。

频率精度：因恒温晶振（OCXO）的温度稳定性远优于其他作用的振荡器，因此将改善的温度稳定性与高精度石英晶体相匹配以确保高水平的基本精度。

整体性能：因恒温晶振（OCXO）的温度稳定性的提高会增加装置（烤箱和附加电路以及机械部件）的额外成本，因此整体性能通常会增强以匹配提高的温度稳定性。高温定晶振具有小体积，高性价比、寿命长、，尤其是秒以下的短期稳定度好，高频率温度特性、低相位噪声特性、超高频率温稳定度及低老化漂移特性等特点。具有完善的结构和良好的温控电路组成。

主要措施有： 相位差比较器和软件锁相控制器，恒温槽技术。且利用锁相技术能使之同步于外来同步基准信号，所以高稳晶振在数字同步网中作为从钟被大量使用。

高稳定恒温晶振（OCXO）的频率-温度特性：

        石英谐振器是高稳定度晶体振荡器的核心元件，其存在的主要缺陷是频率会随着环境温度的改变而发生明显变化。与此同时，石英谐振器工作过程中所发生的温度变化也会诱发晶格的改变，从而导致其频率发生变化。石英晶体所具有的温度特性直接决定了高稳定度晶体振荡器的温度特性，总的来说，振荡电路中电阻和电容所出现的温漂对晶体振荡器频率的影响是可以忽略不计的。如今，一般选择将晶体及外围电路设定在一个比较稳定的温度环境中，从而形成了一个恒温系统，其温度一般控制在零温度系数点附近，而且对外围温度控制越精确，晶体振荡器的稳定度越高。

高稳定恒温晶振（OCXO）典型应用领域：导航、安全通信系统、雷达和战术通信系统、航天飞行系统、侦察等领域。