遥遥领先康纳温菲尔德OCXO布局指南-2篇

遥遥领先康纳温菲尔德OCXO布局指南-2

第3节：操作/特性理论（续）
典型热性能特征

遥遥领先康纳温菲尔德OCXO布局指南-2

典型热性能特征。
测试条件：OCXO安装在0.062“6层板上，VCC=3.3V，温度=@25°C，除非另有说明。
下图表示DOC052F-010.0MHz OCXO的典型特性。

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测试条件：OCXO安装在0.062“6层板上，VCC=3.3V，温度=@25°C，除非另有说明。
下图表示DOC052F-010.0MHz OCXO的典型特性。

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第4节：多层板设计/热考虑

4.1布局注意事项

为了达到规定的频率稳定性规格，OCXO必须能够在所有操作条件下达到并维持热平衡。观察环境工作温度范围、控制空气流量、热斜坡速率和最大限度地减少热能增益/损失对于成功布局至关重要

“任何冷却或分散热量的尝试都会导致炉芯温度漂移，OCXO恒温晶振将不符合规定的频率稳定性。不正确的电路板布局也可能导致附近组件的热量传递使炉芯过热，导致失去规定的频率稳定。”

必须仔细考虑几个热设计参数。
•电路板布局注意事项
•控制热传递/瞬态
•控制气流
4.2电路板布局注意事项
对于成功的布局，强烈建议仔细选择层堆叠、地面填充和迹线布线

“为了实现规定的频率稳定性，OCXO必须能够在所有操作条件下达到并保持热平衡”

请考虑以下布局问题。

1，总是将OCXO放置在定时电路附近，并将所有电源/接地和RF迹线保持为尽可能小。
2，始终遵守规定的装载规范｝用于OCXO射频输出。OCXO有源晶振对负载敏感并且需要具有平坦电容与温度曲线实现规定的频率稳定性规范。可行时考虑NPO/COG电容器以获得最佳的温度特性。看见图13-01各种频率响应等效电容负载
3，使用辅助缓冲器对OCXO RF进行扇风信号到多个输入或定时电路。避免将“切换”额外的设计电容性负载。避免设计在多个电容性负载之间“切换”。OCXO是负载敏感设备见图13-01
4，始终使用额定速度级别的翻译器或需要通信的应用程序中的缓冲区在从多个操作的数字设备之间电源电压。切勿使用电阻分压器网络上的RF信号。

5，建议放置10uF至47uF的散装电容器尽可能靠近VCC引脚设备的。
6，放置一个小型陶瓷去耦电容器通常为2至3欧姆的NPO/COG/X7R输出频率下的电抗OCXO将供电轨上的任何噪声分流到接地。附加去耦电容器，可以用来过滤掉其他不需要的供应，其他设备产生的噪声。
7，避免在OCXO监控应用程序。不正确电阻值的选择可能会产生与供应的热系数，以及OCXO的电流消耗。
8，应仔细评估过孔尺寸考虑所有高功率设备保证足够的电流。最大通过过孔计算的电流应为使用最高预期板温度制成而不是最高环境温度发热部件通常会发热电路板远远超过环境温度OCXO的范围。尺寸选择不当可能导致当前的饥饿问题会导致电流振荡核心缺乏动力，无法到达热平衡。过孔至衬垫桁条
或者跑步者也应该被评估是否足够最大预期载流能力板温度。焊盘中的过孔效果最好，但增加了额外的电路板成本。

9，低阻抗电源和接地平面应该使用，而不是桁条痕迹或星形基于配电方法的减少大电流引起的感应电压OCXO等设备
10，对于配备控制电压的型号重要的是连接控件的接地电压源尽可能靠近OCXO接地以最小化迹线阻抗从而使任何产生的电压最小化这可能导致大的频率误差。是的强烈建议使用提供的OCXO VREF源以导出控制电压配备时。适用于不提供OCXO VREF源控制电压源运行相同rail作为OCXO石英晶体振荡器以消除电源电压可能存在于多个轨道。这将防止大量不需要的相对电压漂移引起的频移误差之间的供应将被消除。场景：假设配备了控制电压调谐灵敏度为7ppm/伏的OCXO由3.3V电源供电（3V3_OCXOS电源）温度系数为2.6mV/°C
驱动OCXO CV引脚的DAC由辅助3.3V导轨供电（3v3_DacSupply），热系数为0.2mV/°C（见图15-02示例示意图15-03热系数与。温度）在本例中，OCXO最初在0°C时调整为0 ppm，并进行校准误差为±0.025 ppm。作为环境系统中的温度超过70°C接下来的一个小时，两者之间的电压误差铁轨会从0伏漂移到两个轨道的电压为0.1834V 1.2838 ppm频率误差。

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OCXO和盖子的所有墙壁之间应存在一个小的气隙

11.为了减少不期望的热增益/损失，在任何顶层倒铜时打开窗户设备下方。过多的热损失可能导致高于正常电流消耗或整个设备故障。看见图16-03。过多的热增益将烤箱核心过热导致频率不稳定。图16-02展示了如何在OCXO下创建一个“窗口”的同时，适当地淹没顶层。

12.可选地，可以创建一条热“护城河”防止热能在OCXO和板，如图17-01所示。A.热护城河是OCXO周围的一个布线区域是防止损失的有效手段来自振荡器，同时仍然允许顶层倒在板上散热片冷却其他电气元件
13.塑料和金属盖可用于减少通过减少通过装置有效的保险单仍应允许OCXO和任何墙壁之间的小气隙封面的。见图16-01
14.不要连接任何电信号至标有DNC的引脚。这些引脚仅供工厂使用，并连接或监测这些信号可以永久损坏设备

可选地，可以创建热“护城河”，以防止OCXO和周围发热部件之间的热能传递。

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4.3控制热传递/瞬态

控制热瞬态对于正确所有OCXO的操作。空气流量的任何突然变化，或者温度会严重影响短期频率稳定性。环境系统、机柜或外壳温度必须始终低于最大值产品数据表上规定的费率。典型的OCXO的?tºC/t（分钟）速率范围为0.5至1ºC/分钟。附近产生的任何额外热量集成电路或机械部件可能导致烤箱内部温度下降到不平衡更长时间保持频率稳定性。OCXO控制器只有在热的情况下才能自我调节炉芯温度通过印刷电路板传导的能量保持在最低限度。

避免以下情况，因为它们会导致烤箱核心过热或失去热调节

将OCXO放置在发热附近部件（可能将热能引入OCXO，导致烤箱核心过热，即使环境空气在运行限制范围内）
将OCXO置于间歇气流路径中（即开关或变速风扇）导致炉芯失去热量章程
在多层板上，避免使用顶层铜OCXO石英晶振土地下的洪水、倾倒和填充会导致过热的模式通过印刷电路板的增益/损耗导致炉芯不能保持热平衡。

避免如图18-02所示的布局

4.4气流控制保护OCXO不受间歇性或变速的影响气流路径将使微小的温度波动最小化并显著提高短期/中期稳定性。最好通过屏蔽OCXO来实现在较高的非发热部件后面，或创建物理屏障的机械零件，或使用金属或塑料盖

5.1电源检查表

选择低噪声电源电路/电源
在电压调节器的输出端添加一个大容量电容器，可以为本地电容器提供电流确保调节器的稳定性。
将大容量电容器放置在尽可能靠近电压调节器输出的位置。
大容量电容器的电容应为本地IC去耦电容器的10至100倍。
添加第二个电容器，电容量比大体积小一个数量级或两个数量级电容器，帮助过滤高频噪声。
将本地电容尽可能靠近每个IC的电源引脚。
本地电容器的接地侧应尽可能靠近IC的接地引脚以最小化帽与电源引脚和接地引脚之间的环路面积。
在电源电路中添加一个滤波器，如L-C滤波器或R-C滤波器。

5.2接地
在将组件接地时，使用接地平面而不是迹线进行设计。
如果使用顶级铜浇注，则应尽可能多地覆盖板材，包括空间设备和迹线之间。OCXO下方区域除外。
将模拟接地平面与数字接地平面分离可提高模拟性能。
单独的接地平面应仅连接在一个位置，通常靠近电源

5.3概述
使模拟信号和数字信号尽可能远离。
避免模拟和数字迹线相互垂直布线。
避免在振荡器下路由模拟或数字信号。
迹线宽度应在整个迹线长度上保持不变。
轨迹中的转弯应使用两个45度转弯而不是一个90度转弯。
跟踪长度应始终最小化。
只有在绝对必要时才使用过孔。
在路由高频信号时避免使用过孔。
保持痕迹尽可能小。
将OCXO尽可能靠近定时电路。
切勿使控制电压信号浮动。
使用电源平面而不是从电源布线的迹线进行设计。

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5.4 OCXO布局注意事项

始终将OCXO放置在尽可能靠近定时电路的位置。。
始终遵守OCXO射频输出的规定负载规范，并考虑使用NPO/COG
电容器，以创建用于最佳电容与温度特性的等效负载电容。
建议将10uF至47uF的大容量电容器尽可能靠近OCXO的VCC引脚。
放置一个小型陶瓷去耦电容器，通常为X7R，输出频率为2至3欧姆电抗以将供电轨上的任何噪声分流到地。
通过尺寸进行计算，以确保OCXO在预期的最大板上有足够的电流可用温度可能明显高于环境空气温度。
将控制电压源的接地连接到尽可能靠近OCXO接地的位置，以最大限度地减少迹线阻抗
打开设备下方所有接地平面和电源平面的窗口。过多的热损失可能导致
高于正常电流消耗或整个设备故障。
请勿将OCXO放置在可能导致温度快速变化的路径或湍流中这可能会影响烤箱核心温度。
[可选]设置一条热“护城河”，以防止OCXO和板之间的热能传输。
[可选]使用塑料和金属盖可以进一步减少
通过减少穿过该装置的可变空气流量。
请勿将任何信号连接到“请勿连接”（D.N.C.）引脚。这些引脚仅供工厂使用。DNC焊盘可以焊接到仅用于结构支撑的电隔离焊盘。