遙遙領(lǐng)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(cè)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(cè)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(shè)計(jì)/熱考慮

4.1布局注意事項(xiàng)

為了達(dá)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(dá)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(duì)于成功布局至關(guān)重要

“任何冷卻或分散熱量的嘗試都會(huì)導(dǎo)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(dǎo)致附近組件的熱量傳遞使?fàn)t芯過熱，導(dǎo)致失去規(guī)定的頻率穩(wěn)定。”

必須仔細(xì)考慮幾個(gè)熱設(shè)計(jì)參數(shù)。
•電路板布局注意事項(xiàng)
•控制熱傳遞/瞬態(tài)
•控制氣流
4.2電路板布局注意事項(xiàng)
對(duì)于成功的布局，強(qiáng)烈建議仔細(xì)選擇層堆疊、地面填充和跡線布線

“為了實(shí)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(dá)到并保持熱平衡”

請(qǐng)考慮以下布局問題。

1，總是將OCXO放置在定時(shí)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(duì)負(fù)載敏感并且需要具有平坦電容與溫度曲線實(shí)現(xiàn)規(guī)定的頻率穩(wěn)定性規(guī)范。可行時(shí)考慮NPO/COG電容器以獲得最佳的溫度特性。看見圖13-01各種頻率響應(yīng)等效電容負(fù)載
3，使用輔助緩沖器對(duì)OCXO RF進(jìn)行扇風(fēng)信號(hào)到多個(gè)輸入或定時(shí)電路。避免將“切換”額外的設(shè)計(jì)電容性負(fù)載。避免設(shè)計(jì)在多個(gè)電容性負(fù)載之間“切換”。OCXO是負(fù)載敏感設(shè)備見圖13-01
4，始終使用額定速度級(jí)別的翻譯器或需要通信的應(yīng)用程序中的緩沖區(qū)在從多個(gè)操作的數(shù)字設(shè)備之間電源電壓。切勿使用電阻分壓器網(wǎng)絡(luò)上的RF信號(hào)。

5，建議放置10uF至47uF的散裝電容器盡可能靠近VCC引腳設(shè)備的。
6，放置一個(gè)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(yīng)，其他設(shè)備產(chǎn)生的噪聲。
7，避免在OCXO監(jiān)控應(yīng)用程序。不正確電阻值的選擇可能會(huì)產(chǎn)生與供應(yīng)的熱系數(shù)，以及OCXO的電流消耗。
8，應(yīng)仔細(xì)評(píng)估過孔尺寸考慮所有高功率設(shè)備保證足夠的電流。最大通過過孔計(jì)算的電流應(yīng)為使用最高預(yù)期板溫度制成而不是最高環(huán)境溫度發(fā)熱部件通常會(huì)發(fā)熱電路板遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過環(huán)境溫度OCXO的范圍。尺寸選擇不當(dāng)可能導(dǎo)致當(dāng)前的饑餓問題會(huì)導(dǎo)致電流振蕩核心缺乏動(dòng)力，無法到達(dá)熱平衡。過孔至襯墊桁條
或者跑步者也應(yīng)該被評(píng)估是否足夠最大預(yù)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(yīng)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(yīng)電壓OCXO等設(shè)備
10，對(duì)于配備控制電壓的型號(hào)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(dǎo)致大的頻率誤差。是的強(qiáng)烈建議使用提供的OCXO VREF源以導(dǎo)出控制電壓配備時(shí)。適用于不提供OCXO VREF源控制電壓源運(yùn)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(gè)軌道。這將防止大量不需要的相對(duì)電壓漂移引起的頻移誤差之間的供應(yīng)將被消除。場(chǎng)景：假設(shè)配備了控制電壓調(diào)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(qū)動(dòng)OCXO CV引腳的DAC由輔助3.3V導(dǎo)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(shí)調(diào)整為0 ppm，并進(jìn)行校準(zhǔn)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(gè)小時(shí)，兩者之間的電壓誤差鐵軌會(huì)從0伏漂移到兩個(gè)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(yīng)存在一個(gè)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(shí)打開窗戶設(shè)備下方。過多的熱損失可能導(dǎo)致高于正常電流消耗或整個(gè)設(shè)備故障。看見圖16-03。過多的熱增益將烤箱核心過熱導(dǎo)致頻率不穩(wěn)定。圖16-02展示了如何在OCXO下創(chuàng)建一個(gè)“窗口”的同時(shí)，適當(dāng)?shù)匮蜎]頂層。

12.可選地，可以創(chuàng)建一條熱“護(hù)城河”防止熱能在OCXO和板，如圖17-01所示。A.熱護(hù)城河是OCXO周圍的一個(gè)布線區(qū)域是防止損失的有效手段來自振蕩器，同時(shí)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(xiǎn)單仍應(yīng)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(hào)至標(biāo)有DNC的引腳。這些引腳僅供工廠使用，并連接或監(jiān)測(cè)這些信號(hào)可以永久損壞設(shè)備

可選地，可以創(chuàng)建熱“護(hù)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(duì)于正確所有OCXO的操作。空氣流量的任何突然變化，或者溫度會(huì)嚴(yán)重影響短期頻率穩(wěn)定性。環(huán)境系統(tǒng)、機(jī)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(fèi)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(jī)械部件可能導(dǎo)致烤箱內(nèi)部溫度下降到不平衡更長(zhǎng)時(shí)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(diào)節(jié)爐芯溫度通過印刷電路板傳導(dǎo)的能量保持在最低限度。

避免以下情況，因?yàn)樗鼈儠?huì)導(dǎo)致烤箱核心過熱或失去熱調(diào)節(jié)

將OCXO放置在發(fā)熱附近部件（可能將熱能引入OCXO，導(dǎo)致烤箱核心過熱，即使環(huán)境空氣在運(yùn)行限制范圍內(nèi)）
將OCXO置于間歇?dú)饬髀窂街?/span>（即開關(guān)或變速風(fēng)扇）導(dǎo)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(huì)導(dǎo)致過熱的模式通過印刷電路板的增益/損耗導(dǎo)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(hù)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(dòng)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(shí)現(xiàn)在較高的非發(fā)熱部件后面，或創(chuàng)建物理屏障的機(jī)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(diào)節(jié)器的輸出端添加一個(gè)大容量電容器，可以為本地電容器提供電流確保調(diào)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(diào)節(jié)器輸出的位置。
大容量電容器的電容應(yīng)為本地IC去耦電容器的10至100倍。
添加第二個(gè)電容器，電容量比大體積小一個(gè)數(shù)量級(jí)或兩個(gè)數(shù)量級(jí)電容器，幫助過濾高頻噪聲。
將本地電容盡可能靠近每個(gè)IC的電源引腳。
本地電容器的接地側(cè)應(yīng)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(gè)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(shí)，使用接地平面而不是跡線進(jìn)行設(shè)計(jì)。
如果使用頂級(jí)銅澆注，則應(yīng)盡可能多地覆蓋板材，包括空間設(shè)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(dú)的接地平面應(yīng)僅連接在一個(gè)位置，通常靠近電源

5.3概述
使模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)盡可能遠(yuǎn)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(hào)。
跡線寬度應(yīng)在整個(gè)跡線長(zhǎng)度上保持不變。
軌跡中的轉(zhuǎn)彎應(yīng)使用兩個(gè)45度轉(zhuǎn)彎而不是一個(gè)90度轉(zhuǎn)彎。
跟蹤長(zhǎng)度應(yīng)始終最小化。
只有在絕對(duì)必要時(shí)才使用過孔。
在路由高頻信號(hào)時(shí)避免使用過孔。
保持痕跡盡可能小。
將OCXO盡可能靠近定時(shí)電路。
切勿使控制電壓信號(hào)浮動(dòng)。
使用電源平面而不是從電源布線的跡線進(jìn)行設(shè)計(jì)。

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5.4 OCXO布局注意事項(xiàng)

始終將OCXO放置在盡可能靠近定時(shí)電路的位置。。
始終遵守OCXO射頻輸出的規(guī)定負(fù)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(fù)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(gè)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(jìn)行計(jì)算，以確保OCXO在預(yù)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(shè)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(dǎo)致
高于正常電流消耗或整個(gè)設(shè)備故障。
請(qǐng)勿將OCXO放置在可能導(dǎo)致溫度快速變化的路徑或湍流中這可能會(huì)影響烤箱核心溫度。
[可選]設(shè)置一條熱“護(hù)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(jìn)一步減少
通過減少穿過該裝置的可變空氣流量。
請(qǐng)勿將任何信號(hào)連接到“請(qǐng)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(jié)構(gòu)支撐的電隔離焊盤。