3分鐘帶你了解OCXO振蕩器內部的晶體類型
來源：http://www.ytxiaoping.cn 作者：金洛鑫電子 2019年05月18
隨著時代的發展和科技的進步，OCXO晶振技術也得到進一步提升，比起以前工藝已經成熟了很多，業界許多人都知道，OCXO振蕩器內容有一顆晶體，通常是AT切石英晶體或SC切的晶體。這兩種不同切割的晶體誰會更合適OCXO呢？接下來將針對這個問題，進行詳細的分析。
AT是溫度補償切割，意味著切割的取向使得晶格的溫度系數對晶體性能的影響最小。SC（應力補償）也是溫度補償的。最初開發于1974年，SC切割是雙旋轉切割（類似于木工的復合斜切）。在為特定應用選擇OSCillator時，了解振蕩器核心的晶體類型非常重要。AT切割和SC切割之間不同的關鍵參數是頻率與溫度穩定性，晶體老化，g靈敏度，初始頻率精度，可用性和成本。
下表總結了在OCXO中使用時AT和SC晶體之間的比較：
比較AT和SC晶體之間的差異及其對OCXO振蕩器性能的影響。每個石英晶體振蕩器內部都稱為晶體空白。晶體空白是振蕩器的諧振元件，當受到電壓電位時，它將開始振動并以其“基頻”振蕩。正如您可能想象的那樣，晶體坯料的制造方式會對晶體管產生重大影響。振蕩器性能。對晶體進行最有影響的制造步驟之一，因此振蕩器性能是切割晶體坯料時石英的取向。
從較大的塊狀石英切割晶體坯料，并且由于石英是晶體，因此材料的內部結構是可預測的晶格結構。因此，晶格結構的取向或角度可以產生不同的“切割”晶體坯料。OCXO（烤箱控制振蕩器）中使用的兩種最常見的石英晶體切割是AT切割和SC切割。就像任何其他工程或設計決策一樣，它們都有自己的優點和缺點，必須在頻率控制設備的設計階段進行交易。
G-靈敏度：
G靈敏度描述了沖擊和振動對振蕩器頻率輸出的影響。G-靈敏度以PPB/G測量。因為石英晶體是在電壓電勢下振動的電子機械裝置，所以引入振動會導致電輸出特性發生變化。事實上，g靈敏度是振蕩器相位噪聲的主要原因。
水晶老化：
晶體老化是一個描述晶體頻率如何隨晶振壽命變化的規范。由于振蕩器內的雜質而發生晶體老化。老化也用PPB測量。SC切割對某些老化效應不太敏感，例如晶體安裝應力，晶體坯料電鍍應力，電子器件性能的變化。
頻率與溫度：
頻率與溫度穩定性是一個描述振蕩器頻率輸出如何隨溫度變化的規范。FvT表現以十億分之一或PPB計算。SC切割將提高恒溫晶體振蕩器的性能。主要原因是晶體轉折點附近的曲線斜率。通常，SC切割的斜率是具有相同轉折點的AT切割的斜率的1/3。SC切割提供改善的FvT性能的另一個領域是在井下應用中觀察到的高溫范圍（-20℃至+200℃）下的操作。對于AT而言，與+27℃相比，拐點溫度約為+90℃，SC將在這些范圍內實現更緊密的穩定性。在這個擴展的溫度范圍內，這種改進可能高達5倍。
通過對比和分析，顯示SC切割的石英晶體更適合用于OCXO CRYSTAL內部，但是AT切割的晶體成本比較低，怎么用，要用哪種主要看制造商的選擇。雖然OCXO振蕩器的體積基本都比較大，但因其優越的高穩定性，可靠性，低相位噪聲，低相位抖動，溫度恒定的性能，仍然吸引許多生產高端產品的廠家采購和使用。
AT是溫度補償切割，意味著切割的取向使得晶格的溫度系數對晶體性能的影響最小。SC（應力補償）也是溫度補償的。最初開發于1974年，SC切割是雙旋轉切割（類似于木工的復合斜切）。在為特定應用選擇OSCillator時，了解振蕩器核心的晶體類型非常重要。AT切割和SC切割之間不同的關鍵參數是頻率與溫度穩定性，晶體老化，g靈敏度，初始頻率精度，可用性和成本。
下表總結了在OCXO中使用時AT和SC晶體之間的比較：
從較大的塊狀石英切割晶體坯料，并且由于石英是晶體，因此材料的內部結構是可預測的晶格結構。因此，晶格結構的取向或角度可以產生不同的“切割”晶體坯料。OCXO（烤箱控制振蕩器）中使用的兩種最常見的石英晶體切割是AT切割和SC切割。就像任何其他工程或設計決策一樣，它們都有自己的優點和缺點，必須在頻率控制設備的設計階段進行交易。
G-靈敏度：
G靈敏度描述了沖擊和振動對振蕩器頻率輸出的影響。G-靈敏度以PPB/G測量。因為石英晶體是在電壓電勢下振動的電子機械裝置，所以引入振動會導致電輸出特性發生變化。事實上，g靈敏度是振蕩器相位噪聲的主要原因。
水晶老化：
晶體老化是一個描述晶體頻率如何隨晶振壽命變化的規范。由于振蕩器內的雜質而發生晶體老化。老化也用PPB測量。SC切割對某些老化效應不太敏感，例如晶體安裝應力，晶體坯料電鍍應力，電子器件性能的變化。
頻率與溫度：
頻率與溫度穩定性是一個描述振蕩器頻率輸出如何隨溫度變化的規范。FvT表現以十億分之一或PPB計算。SC切割將提高恒溫晶體振蕩器的性能。主要原因是晶體轉折點附近的曲線斜率。通常，SC切割的斜率是具有相同轉折點的AT切割的斜率的1/3。SC切割提供改善的FvT性能的另一個領域是在井下應用中觀察到的高溫范圍（-20℃至+200℃）下的操作。對于AT而言，與+27℃相比，拐點溫度約為+90℃，SC將在這些范圍內實現更緊密的穩定性。在這個擴展的溫度范圍內，這種改進可能高達5倍。
通過對比和分析，顯示SC切割的石英晶體更適合用于OCXO CRYSTAL內部，但是AT切割的晶體成本比較低，怎么用，要用哪種主要看制造商的選擇。雖然OCXO振蕩器的體積基本都比較大，但因其優越的高穩定性，可靠性，低相位噪聲，低相位抖動，溫度恒定的性能，仍然吸引許多生產高端產品的廠家采購和使用。
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