遙遙領先康納溫菲爾德OCXO布局指南-2

第3節(jié)：操作/特性理論（續(xù)）
典型熱性能特征

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典型熱性能特征。
測試條件：OCXO安裝在0.062“6層板上，VCC=3.3V，溫度=@25°C，除非另有說明。
下圖表示DOC052F-010.0MHz OCXO的典型特性。

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測試條件：OCXO安裝在0.062“6層板上，VCC=3.3V，溫度=@25°C，除非另有說明。
下圖表示DOC052F-010.0MHz OCXO的典型特性。

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第4節(jié)：多層板設計/熱考慮

4.1布局注意事項

為了達到規(guī)定的頻率穩(wěn)定性規(guī)格，OCXO必須能夠在所有操作條件下達到并維持熱平衡。觀察環(huán)境工作溫度范圍、控制空氣流量、熱斜坡速率和最大限度地減少熱能增益/損失對于成功布局至關重要

“任何冷卻或分散熱量的嘗試都會導致爐芯溫度漂移，OCXO恒溫晶振將不符合規(guī)定的頻率穩(wěn)定性。不正確的電路板布局也可能導致附近組件的熱量傳遞使爐芯過熱，導致失去規(guī)定的頻率穩(wěn)定。”

必須仔細考慮幾個熱設計參數(shù)。
•電路板布局注意事項
•控制熱傳遞/瞬態(tài)
•控制氣流
4.2電路板布局注意事項
對于成功的布局，強烈建議仔細選擇層堆疊、地面填充和跡線布線

“為了實現(xiàn)規(guī)定的頻率穩(wěn)定性，OCXO必須能夠在所有操作條件下達到并保持熱平衡”

請考慮以下布局問題。

1，總是將OCXO放置在定時電路附近，并將所有電源/接地和RF跡線保持為盡可能小。
2，始終遵守規(guī)定的裝載規(guī)范｝用于OCXO射頻輸出。OCXO有源晶振對負載敏感并且需要具有平坦電容與溫度曲線實現(xiàn)規(guī)定的頻率穩(wěn)定性規(guī)范。可行時考慮NPO/COG電容器以獲得最佳的溫度特性?？匆?/span>圖13-01各種頻率響應等效電容負載
3，使用輔助緩沖器對OCXO RF進行扇風信號到多個輸入或定時電路。避免將“切換”額外的設計電容性負載。避免設計在多個電容性負載之間“切換”。OCXO是負載敏感設備見圖13-01
4，始終使用額定速度級別的翻譯器或需要通信的應用程序中的緩沖區(qū)在從多個操作的數(shù)字設備之間電源電壓。切勿使用電阻分壓器網(wǎng)絡上的RF信號。

5，建議放置10uF至47uF的散裝電容器盡可能靠近VCC引腳設備的。
6，放置一個小型陶瓷去耦電容器通常為2至3歐姆的NPO/COG/X7R輸出頻率下的電抗OCXO將供電軌上的任何噪聲分流到接地。附加去耦電容器，可以用來過濾掉其他不需要的供應，其他設備產(chǎn)生的噪聲。
7，避免在OCXO監(jiān)控應用程序。不正確電阻值的選擇可能會產(chǎn)生與供應的熱系數(shù)，以及OCXO的電流消耗。
8，應仔細評估過孔尺寸考慮所有高功率設備保證足夠的電流。最大通過過孔計算的電流應為使用最高預期板溫度制成而不是最高環(huán)境溫度發(fā)熱部件通常會發(fā)熱電路板遠遠超過環(huán)境溫度OCXO的范圍。尺寸選擇不當可能導致當前的饑餓問題會導致電流振蕩核心缺乏動力，無法到達熱平衡。過孔至襯墊桁條
或者跑步者也應該被評估是否足夠最大預期載流能力板溫度。焊盤中的過孔效果最好，但增加了額外的電路板成本。

9，低阻抗電源和接地平面應該使用，而不是桁條痕跡或星形基于配電方法的減少大電流引起的感應電壓OCXO等設備
10，對于配備控制電壓的型號重要的是連接控件的接地電壓源盡可能靠近OCXO接地以最小化跡線阻抗從而使任何產(chǎn)生的電壓最小化這可能導致大的頻率誤差。是的強烈建議使用提供的OCXO VREF源以導出控制電壓配備時。適用于不提供OCXO VREF源控制電壓源運行相同rail作為OCXO石英晶體振蕩器以消除電源電壓可能存在于多個軌道。這將防止大量不需要的相對電壓漂移引起的頻移誤差之間的供應將被消除。場景：假設配備了控制電壓調諧靈敏度為7ppm/伏的OCXO由3.3V電源供電（3V3_OCXOS電源）溫度系數(shù)為2.6mV/°C
驅動OCXO CV引腳的DAC由輔助3.3V導軌供電（3v3_DacSupply），熱系數(shù)為0.2mV/°C（見圖15-02示例示意圖15-03熱系數(shù)與。溫度）在本例中，OCXO最初在0°C時調整為0 ppm，并進行校準誤差為±0.025 ppm。作為環(huán)境系統(tǒng)中的溫度超過70°C接下來的一個小時，兩者之間的電壓誤差鐵軌會從0伏漂移到兩個軌道的電壓為0.1834V 1.2838 ppm頻率誤差。

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OCXO和蓋子的所有墻壁之間應存在一個小的氣隙

11.為了減少不期望的熱增益/損失，在任何頂層倒銅時打開窗戶設備下方。過多的熱損失可能導致高于正常電流消耗或整個設備故障?？匆?/span>圖16-03。過多的熱增益將烤箱核心過熱導致頻率不穩(wěn)定。圖16-02展示了如何在OCXO下創(chuàng)建一個“窗口”的同時，適當?shù)匮蜎]頂層。

12.可選地，可以創(chuàng)建一條熱“護城河”防止熱能在OCXO和板，如圖17-01所示。A.熱護城河是OCXO周圍的一個布線區(qū)域是防止損失的有效手段來自振蕩器，同時仍然允許頂層倒在板上散熱片冷卻其他電氣元件
13.塑料和金屬蓋可用于減少通過減少通過裝置有效的保險單仍應允許OCXO和任何墻壁之間的小氣隙封面的。見圖16-01
14.不要連接任何電信號至標有DNC的引腳。這些引腳僅供工廠使用，并連接或監(jiān)測這些信號可以永久損壞設備

可選地，可以創(chuàng)建熱“護城河”，以防止OCXO和周圍發(fā)熱部件之間的熱能傳遞。

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4.3控制熱傳遞/瞬態(tài)

控制熱瞬態(tài)對于正確所有OCXO的操作?？諝饬髁康娜魏瓮蝗蛔兓?，或者溫度會嚴重影響短期頻率穩(wěn)定性。環(huán)境系統(tǒng)、機柜或外殼溫度必須始終低于最大值產(chǎn)品數(shù)據(jù)表上規(guī)定的費率。典型的OCXO的?tºC/t（分鐘）速率范圍為0.5至1ºC/分鐘。附近產(chǎn)生的任何額外熱量集成電路或機械部件可能導致烤箱內部溫度下降到不平衡更長時間保持頻率穩(wěn)定性。OCXO控制器只有在熱的情況下才能自我調節(jié)爐芯溫度通過印刷電路板傳導的能量保持在最低限度。

避免以下情況，因為它們會導致烤箱核心過熱或失去熱調節(jié)

將OCXO放置在發(fā)熱附近部件（可能將熱能引入OCXO，導致烤箱核心過熱，即使環(huán)境空氣在運行限制范圍內）
將OCXO置于間歇氣流路徑中（即開關或變速風扇）導致爐芯失去熱量章程
在多層板上，避免使用頂層銅OCXO石英晶振土地下的洪水、傾倒和填充會導致過熱的模式通過印刷電路板的增益/損耗導致爐芯不能保持熱平衡。

避免如圖18-02所示的布局

4.4氣流控制保護OCXO不受間歇性或變速的影響氣流路徑將使微小的溫度波動最小化并顯著提高短期/中期穩(wěn)定性。最好通過屏蔽OCXO來實現(xiàn)在較高的非發(fā)熱部件后面，或創(chuàng)建物理屏障的機械零件，或使用金屬或塑料蓋

5.1電源檢查表

選擇低噪聲電源電路/電源
在電壓調節(jié)器的輸出端添加一個大容量電容器，可以為本地電容器提供電流確保調節(jié)器的穩(wěn)定性。
將大容量電容器放置在盡可能靠近電壓調節(jié)器輸出的位置。
大容量電容器的電容應為本地IC去耦電容器的10至100倍。
添加第二個電容器，電容量比大體積小一個數(shù)量級或兩個數(shù)量級電容器，幫助過濾高頻噪聲。
將本地電容盡可能靠近每個IC的電源引腳。
本地電容器的接地側應盡可能靠近IC的接地引腳以最小化帽與電源引腳和接地引腳之間的環(huán)路面積。
在電源電路中添加一個濾波器，如L-C濾波器或R-C濾波器。

5.2接地
在將組件接地時，使用接地平面而不是跡線進行設計。
如果使用頂級銅澆注，則應盡可能多地覆蓋板材，包括空間設備和跡線之間。OCXO下方區(qū)域除外。
將模擬接地平面與數(shù)字接地平面分離可提高模擬性能。
單獨的接地平面應僅連接在一個位置，通?？拷娫?/span>

5.3概述
使模擬信號和數(shù)字信號盡可能遠離。
避免模擬和數(shù)字跡線相互垂直布線。
避免在振蕩器下路由模擬或數(shù)字信號。
跡線寬度應在整個跡線長度上保持不變。
軌跡中的轉彎應使用兩個45度轉彎而不是一個90度轉彎。
跟蹤長度應始終最小化。
只有在絕對必要時才使用過孔。
在路由高頻信號時避免使用過孔。
保持痕跡盡可能小。
將OCXO盡可能靠近定時電路。
切勿使控制電壓信號浮動。
使用電源平面而不是從電源布線的跡線進行設計。

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5.4 OCXO布局注意事項

始終將OCXO放置在盡可能靠近定時電路的位置。。
始終遵守OCXO射頻輸出的規(guī)定負載規(guī)范，并考慮使用NPO/COG
電容器，以創(chuàng)建用于最佳電容與溫度特性的等效負載電容。
建議將10uF至47uF的大容量電容器盡可能靠近OCXO的VCC引腳。
放置一個小型陶瓷去耦電容器，通常為X7R，輸出頻率為2至3歐姆電抗以將供電軌上的任何噪聲分流到地。
通過尺寸進行計算，以確保OCXO在預期的最大板上有足夠的電流可用溫度可能明顯高于環(huán)境空氣溫度。
將控制電壓源的接地連接到盡可能靠近OCXO接地的位置，以最大限度地減少跡線阻抗
打開設備下方所有接地平面和電源平面的窗口。過多的熱損失可能導致
高于正常電流消耗或整個設備故障。
請勿將OCXO放置在可能導致溫度快速變化的路徑或湍流中這可能會影響烤箱核心溫度。
[可選]設置一條熱“護城河”，以防止OCXO和板之間的熱能傳輸。
[可選]使用塑料和金屬蓋可以進一步減少
通過減少穿過該裝置的可變空氣流量。
請勿將任何信號連接到“請勿連接”（D.N.C.）引腳。這些引腳僅供工廠使用。DNC焊盤可以焊接到僅用于結構支撐的電隔離焊盤。