Epson开发了一种恒温控制晶体振荡器,其功耗比传统OCXO低56%

爱普生晶振公司开发了一种恒温控制晶体振荡器（OCXO）“OG7050CAN”，其功耗比爱普生OG1409系列产品（“早期产品”）低 56%。新型 OCXO 的尺寸为 7.0 × 5.0 毫米，高度为 3.3 毫米（典型值），立方体体积比早期产品小 85%。

OG7050CAN

有线和无线骨干通信设施（如基站和数据中心）中的参考信号源需要遵守严格的精度和稳定性标准。由于高稳定性，恒温法室控制的晶体振荡器在此类应用中用作参考信号源。晶体振荡器封闭在温控室（“烘箱”）中，即使环境温度发生变化，烘箱内的温度也保持恒定，从而最大限度地减少了频率漂移。
在第 5 代通信系统（5G）的推出、物联网（IoT）的普及、人工智能（AI）在数据中心的使用以及即将推出的 6G 服务的推动下，通信数据流量持续增长。预计这些变化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晶振，其功耗比早期产品降低了 56%，体积减小了 85%。

这种改进在很大程度上是由于烘箱的小型化和应力补偿（SC）切割晶体单元。

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与 AT 切割晶体谐振器不同3用于普通晶体振荡器，SC 切割晶体单元具有高度稳定性、抗热冲击和抗振动性。早期产品采用直径为 6mm 的圆形 SC 切割晶体单元，需要一个大的烘箱和大量的功率来保持恒定的温度。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%，而且还提高了性能并降低了功耗。与早期产品相比，重新设计的烘箱体积还减少了 96%。
开发人员面临的另一个挑战是实现低功耗烘箱结构。爱普生开发并优化了自己的振荡器 IC 和加热器 IC，以将 SC 切割晶体单元保持在恒温箱中，同时最大限度地降低功耗。烘箱在 OCXO 封装内部使用导热系数低的粘合剂粘合，以改善内部绝缘。这限制了加热器 IC 的热量损失并保持低功耗。通过使用数字方式来控制 SC 切割晶体谐振器的温度，而不是传统的模拟方法，开发人员即使在环境温度波动时也能保持晶体谐振器的温度更加稳定，从而将 OCXO 的频率/温度特性从 ±50 降低× 10-9至 ±3 × 10-9。
这些发展导致了高精度 OCXO，其功耗比早期产品低 56%（25°C 时为 0.2W），尺寸减小了 85%（尺寸为 7.0 × 5.0mm）。这种功耗的降低使 SC 切割晶体谐振器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 OCXO 的样品将于 2025 年 4 月开始提供。
爱普生计划在国际计时和同步论坛（ITSF 2024）上就为新型 OCXO 开发的技术发表演讲。该论坛由 Epson 作为金牌赞助商，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：
1、低功耗：25°C 时 0.2W（静止空气）
2、小尺寸：7.0 × 5.0 × 3.3mm，典型值
3、频率/温度特性：±3 × 10-9
4、频率稳定到 ±20 × 10 以内的启动时间-9：30 秒。
5、一个 PLL5功能允许通过内部 IC 设置将输出频率设置为 1MHz 至 170MHz 之间的任何位置。

6、抖动抑制功能控制 PLL 引起的噪声劣化。

	新产品	常规产品
型号	OG7050CAN	OG1409CAN
外形尺寸	7.0 × 5.0 × 3.3mm, Typ.	14.4 × 9.5 × 6.2mm, Typ.
频率范围	1MHz 至 170MHz	10MHz 至 40MHz
电源电压	3.3V ±5%	3.3V ±5%
输出类型	CMOS	CMOS
频率/温度特性	±3 × 10-9, Max. / -40℃ to +105℃	±50 × 10-9, Max. / -40℃ to +85℃
稳定状态下的功耗	0.2W, Typ., at 25℃, still air	0.43W, Typ., at +25℃, still air
启动时间	±20 × 10-9/ 30s Min.	±100 × 10-9/ 3min Min.

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