OCXO Oscillator电路板布局指导
传统的OCXO Oscillator给人的印象估计是比较笨重的,因为它比任何一种石英晶体振荡器都要大,与一般的石英晶振外形也并不是很相似,所以OCXO振荡器的电路板设计也与其他振荡器有很多不同之处。在设计电路时,不小心操作失误或计算错误,都有可能致使噪声和失真的频率传输,以及容易发生问题的数字通信,闩锁,频率稳定性降低,OCXO晶振内部的热不稳定性等失误故障现象。本文介绍了OCXO晶振印刷电路板的电路而已,有利于让广大用户正确使用OCXO振荡器,如有不对之处,金洛鑫电子欢迎各大工程和技术人员指正。
电源和接地注意事项:
电源和接地
所有系统设计都有一个电源和接地电路,由电路板上的所有组件共享。一个组件的操作可能影响共享相同电源和接地电路的其他组件的操作。
电源
系统电源的目标是在提供足够电流的同时将稳定电压维持在指定范围内。虽然理想的电源可以为任何可能的电流消耗保持相同的电压,但实际系统表现出以下行为:
•由一个设备引起的电流及其相关噪声的变化会影响连接到同一电源网的其他设备。
•电流消耗的变化会影响电网的电压。
POR/BOR操作
当有源晶振从Vss电平启动时,会发生上电复位。当先前供电的设备降至指定范围以下时,会发生欠压状况。器件RAM保持电压(VRAM)低于VPOR/VBOR电压跳变点。当VPRO/VBOR
典型电源系统
典型的电源电路包括以下内容:
•电压调节器,可将电压稳定性保持在所需范围内,同时为所服务的所有组件提供足够的电流。
•散装,去耦和旁路电容。
•电源和电源电路或电源平面,用于向组件供电。
•每个电源敏感元件的本地去耦和旁路电容。
电压调节器
电压调节器从外部电源获取输入电压,并将其降低到适当的电压电平,从而为电路板上的元件供电。两种常见类型的稳压器是DC-DC转换器和低压差稳压器(LDO)。在决定电压调节器时,请务必查看调节器数据表,以使元件规格与系统要求相匹配。
当IC的数字逻辑门从一种状态切换到另一种状态时,IC的电流消耗以由逻辑状态转换速率或“上升时间”确定的频率波动。这些电流振荡导致电源电压由于其固有阻抗而在网上产生小电压时波动。通过仔细选择能够为高频提供低阻抗接地路径的电容器,可以降低电路的阻抗。当电容器充电或放电时,电流流过它,电流本身受到电容器内阻的限制。该内部电阻称为电容电抗,其符号为XCin欧姆。与具有固定值的电阻不同,即100Ω,1kΩ等。电容电抗随频率变化,因此恒温石英晶体振荡器频率的任何变化都会对电容产生影响。通过将电容放置在器件的电源引脚和接地引脚附近,从电压引脚到去耦电容到地的环路应尽可能小。
上电复位
器件上电时,石英晶体振荡器Vcc将越过VPOR/VBOR电压。一旦Vcc电压超过VPOR/VBOR电压,将发生以下情况:
•易失性寄存器从相应的非易失性寄存器加载值。
•TCONF寄存器将加载工厂编程。
•该设备能够进行数字/模拟操作。
欠压复位。
器件掉电时,晶振Vcc将越过VPOR/VBOR电压。一旦Vcc电压降至VPOR/VBOR电压以下,就会发生以下情况:
•禁用工厂串行编程接口。
•非易失性寄存器不再可编程。
如果VCC电压降至VRAM电压以下,则会发生以下情况:
•易失性寄存器可能已损坏。
•TCONF寄存器可能已损坏。
•OCXO烤箱芯可能失去热平衡。
•OCXO频率稳定性可能不符合
数据表规格
当电压恢复到高于VPOR/VBOR电压时,请参见“上电复位”部分。在随后的欠压条件下,OCXO晶振未正常循环供电(即电源电压不会降至0V),电源电压必须降至1.6伏以下才能清除EEPROM器件的配置内容。
电源管理
不正确的电压调节可能导致许多系统组件的不稳定或完整的系统故障。电力不足的时期通常被称为“欠压”,其中电源电压下降到不足的水平,或“电源不足”的地方电压完全消失了一段时间。为了使OCXO在初始上电时正常上电和配置,Vcc必须超过最大上电复位(VPOR)电压,以便器件继续进行配置和初始化。上电时内部监控VCC电压,以正确触发器件配置电路。在器件未进行电源循环的后续欠压条件下(即电源电压不降至0v),必须将Vcc电压降至最小VPOR电压以下,以清除器件配置内容。随后,电压必须再次超过VPOR电压,以便使用新配置对器件进行编程。
欠压条件由Vcc轨降低到数据手册中由VRAM定义的相应数据保持电压定义。请参考OCXO石英晶振数据手册,了解最小和最大VPOR电压和数据保持电压。通过使用外部低压检测器逻辑和电源管理电路,在电源电压不足期间防止系统故障。
以上资料是金洛鑫电子整理的,关于OCXO晶振印刷电路板的设计与布局,现在科技发展步伐越来越快,新技术,新产品开发许多都要借助OCXO Oscillator才能做到。OCXO现在被广泛应用到航空航天,井下探测,工业,军用设备,网络,通信,雷达,导航定位等模块,许多工程采用OCXO的理由除了它极好的稳定性之处,更重要是因为OCXO石英晶体振荡器具有低相位噪声,低相位抖动,低插损,低损耗的功能特性。