石英震盪子

[drunkenlife]

http://www.abracon.com/Precisiontiming/AOCJY.pdf

粗略看了一下這datasheet，phase noise非常漂亮，stability也非常漂亮，
這就讓我回過頭來想，到底那些參數決定某時刻一個oscillator的輸出頻率與phase noise？
電壓、溫度，還有嗎？

OCXO企圖以恆溫固定其一變數，簡化問題，使用者負責控制工作電壓；
TCXO則是以控制電壓以控制頻率方式動態補償溫度變化效應，當然，使用者還是得提供穩定之工作電壓以減少雜訊串入輸出；
控制電壓顯然比控制溫度快的多，欲求頻率之穩定，似乎TCXO是上策，
但，phase noise呢？
TCXO以電壓不停的動態調整頻率，必然會顯現在輸出上，口語來說，就是極短時間頻率一直在微調，有時快，有時慢，但時間拉長一點，平均頻率就很準，
這似乎意味著，phase noise會比較大...
OCXO控制溫度速度一定比較慢，因此會是緩緩溫度變化，頻率也因此緩緩變化，這似乎phase noise會比較小...

Abracon這個TCXO http://www.abracon.com/Oscillators/ASTX-H11.pdf
的1KHz phase noise為-130dBc，比前面那顆OCXO的-145dBc遜色不少啊...

又，這個OCXO得要吃至少1.4W，若是3.3V工作電壓，那將近500mA哪...這穩壓電路的PSRR會比較差些...

[drunkenlife]

這種問題我問過工程師給的看法不太一樣
使用哪一種東西是看需求，而需求要看整體的條件
OCXO基本上最麻煩的是所謂的單點溫度根本在現實中難以實現，我之前拿到的OCXO在實驗室測量時其設計溫度是53度（給客戶看的Spec.一樣沒有寫，是拿我們自己設備測試出來的），但即使在實驗室環境（控制室溫25度）下，OCXO要到達設計的工作溫度要10分鐘，且這個工作溫度不是恆定的53度，他是低於約53度（OCXO溫度是模擬的，不是實際物理測出來的）加溫然後降溫，所以這東西會有加溫現象，每次要加溫電壓當然會不同，這肯定會影響穩定震動提供的頻率（我相信加溫時phase noise不會太好看）

OCXO之所以一直無法取代TCXO成為使用主流原因就是這個客觀的使用環境，我說過使用量最大的是GPS，光PGS的使用環境OCXO就很難在設計溫度中運作

TCXO跟你的瞭解有差異，其設計工作溫度是25度，補償機制除了看補償IC的設計外也要看補償的溫度設計，到底是差1度就進行補償、差5度進行補償、差10度進行補償、……
這樣瞭解了吧，他不是一直進行動態補償的，而是看設計狀況，如果使用每5度才補償一次，那意思是工作溫度在35度時補償就固定了，要等溫度到30度或40度才會啟動另一個補償，也就是沒另外啟動其電壓可以相對穩定，當然由啟動到工作溫度期間會有幾次補償，這邊電壓會相對浮動較大，當然如果用的是每1度補償或設計更緊的補償，那電壓當然會變動頻率較大來影響穩定頻率輸出（這會影響phase noise）

一個良好的X'tal設計在-20~85度的誤差可以在±10PPM，由於物理特性關係，在5~45度這範圍誤差可以小到±3PPM內，如果配合適當的TCXO的IC補償，如果以每5度補償來看，在5~45度工作溫度範圍內，每5度的誤差小於0.2PPM不是太困難，不是一直啟動不同參數補償穩定性會比OCXO差？

想一想為何GPS通常不用OCXO的可能原因吧，這種東西非常要求頻率，那為何不用OCXO呢？

題外話說一個手機用SOC的話題，早在2000年SOC就號稱要把X'tal做在SOC內，但到今年X'tal在手機內仍然獨立存在，原因呢？

[drunkenlife]

OCXO基本上最麻煩的是所謂的單點溫度根本在現實中難以實現，我之前拿到的OCXO在實驗室測量時其設計溫度是53度（給客戶看的Spec.一樣沒有寫，是拿我們自己設備測試出來的），但即使在實驗室環境（控制室溫25度）下，OCXO要到達設計的工作溫度要10分鐘，且這個工作溫度不是恆定的53度，他是低於約53度（OCXO溫度是模擬的，不是實際物理測出來的）

該是用個熱敏電阻，送個電流過去，看電壓判定溫度，
我之前待過體溫計公司...

加溫然後降溫，所以這東西會有加溫現象，每次要加溫電壓當然會不同，這肯定會影響穩定震動提供的頻率（我相信加溫時phase noise不會太好看）

該說，耗電量比較大，開關那短暫時刻多少會影響電源雜訊，
若是頻繁的開關，又是1A等級的大功率，那影響就很嚇人囉～
不過，我猜這東西應該是線性調整輸出功率吧...

TCXO跟你的瞭解有差異，其設計工作溫度是25度，補償機制除了看補償IC的設計外也要看補償的溫度設計，到底是差1度就進行補償、差5度進行補償、差10度進行補償、……
這樣瞭解了吧，他不是一直進行動態補償的，而是看設計狀況，如果使用每5度才補償一次，那意思是工作溫度在35度時補償就固定了，要等溫度到30度或40度才會啟動另一個補償，也就是沒另外啟動其電壓可以相對穩定，當然由啟動到工作溫度期間會有幾次補償，這邊電壓會相對浮動較大，當然如果用的是每1度補償或設計更緊的補償，那電壓當然會變動頻率較大來影響穩定頻率輸出（這會影響phase noise）

這有趣啦～

想一想為何GPS通常不用OCXO的可能原因吧，這種東西非常要求頻率，那為何不用OCXO呢？

體積與耗電都不適用於攜帶式設備啊...

[chen3058]

體積與耗電都不適用於攜帶式設備啊...

放在車內你覺得光以台灣夏天車內氣溫會多高，那個53度如果超過了怎散熱，過高的溫度會造成頻率shift（我前面有提過shift），而非常高溫（通常出現在超過80度以上）有些設計會有high angle現象
車內啟動後開冷氣，加溫到53度可以恆溫在53度？
車用電子設計的工作範圍是-40~125度（工業規格）
別說高溫氣候，低溫氣候呢？
有些地區冬天低溫會低於-20以下存在吧，這樣的氣候可以加溫到53度？
持續加溫可以穩定輸出頻率？記得我說過最好工作時電壓小一點，大的電壓會增加誤差和阻值

台灣的DAC到底用OCXO適不適合看整體條件，看到這個主題的整個文章自己判斷，我自己不懂應用設計，我只略懂元件本身而已

[drunkenlife]

台灣的DAC到底用OCXO適不適合看整體條件，看到這個主題的整個文章自己判斷，我自己不懂應用設計，我只略懂元件本身而已

以家用DAC而言，環境溫度、體積、耗電都不構成OCXO不適用，
只是該想想，OCXO的phase noise數據是怎麼測的？想來該是在穩定的環境溫度下測，
那實際使用時呢？難免會有風扇、冷氣之類的，不知影響會有多大...

[chen3058]

台灣的DAC到底用OCXO適不適合看整體條件，看到這個主題的整個文章自己判斷，我自己不懂應用設計，我只略懂元件本身而已

以家用DAC而言，環境溫度、體積、耗電都不構成OCXO不適用，
只是該想想，OCXO的phase noise數據是怎麼測的？想來該是在穩定的環境溫度下測，
那實際使用時呢？難免會有風扇、冷氣之類的，不知影響會有多大...

純以頻率穩定度，以前拿OCXO和TCXO（OCXO是拿別人的，TCXO自製的，但必須說這兩個設計和用途不同，其實拿來比較不是那樣適合）在實驗室測試，TCXO在頻率穩定度表現的數值沒有比較差，OCXO只要一加溫，其實抖動很厲害，有設備或借得到的其實可以自己測試看看

[drunkenlife]

純以頻率穩定度，以前拿OCXO和TCXO（OCXO是拿別人的，TCXO自製的，但必須說這兩個設計和用途不同，其實拿來比較不是那樣適合）在實驗室測試，TCXO在頻率穩定度表現的數值沒有比較差，OCXO只要一加溫，其實抖動很厲害，有設備或借得到的其實可以自己測試看看

以前面那個例子約500mA的耗電量，這對電源供應的負擔不輕啊...

[chen3058]

純以頻率穩定度，以前拿OCXO和TCXO（OCXO是拿別人的，TCXO自製的，但必須說這兩個設計和用途不同，其實拿來比較不是那樣適合）在實驗室測試，TCXO在頻率穩定度表現的數值沒有比較差，OCXO只要一加溫，其實抖動很厲害，有設備或借得到的其實可以自己測試看看

以前面那個例子約500mA的耗電量，這對電源供應的負擔不輕啊...

這也是我對DAC上使用OCXO保留的原因之一
我甚至認為運氣差的狀況（冷氣房內），隔個幾分鐘加溫一次，這樣的狀態能多好？
TCXO如果補償啟動別太小，抓個5度才啟動另一數值補償，那可能在實際上輸出的穩定度好於OCXO，當然如果每一度都補償，那也不會多穩
OCXO另一問題是shift，高的工作溫度在短期還不明顯，但DAC不是用個兩年就換OCXO的吧，長期使用那會不影響？這個我蠻好奇的

[flying fish]

這也是我對DAC上使用OCXO保留的原因之一
我甚至認為運氣差的狀況（冷氣房內），隔個幾分鐘加溫一次，這樣的狀態能多好？
TCXO如果補償啟動別太小，抓個5度才啟動另一數值補償，那可能在實際上輸出的穩定度好於OCXO，當然如果每一度都補償，那也不會多穩

關於溫度控制，舉冷氣為例，傳統冷氣會設定一溫度誤差範圍，壓縮機則只有
運轉與停止兩種狀態，這個溫度誤差範圍不可太小，否則壓縮機不斷地on與off，
很快就掛了，當壓縮機on、off的瞬間，會使電源變髒。

變頻冷氣的壓縮機則是持續運轉，設定一個溫度之後，溫度下降就轉慢點，溫
上升就轉快一點，恆on。

再舉個例，擴大機的直流伺服電路，機器一上電，opa就持續監視輸出端的直流，
一有偏移就立刻補償，而不是設定一個範圍，超出了才動作。

ocxo的溫控裝置應類似變頻冷氣，一上電之後，溫控裝置就持續在運作，永遠
在on的狀態，恆溫槽溫度一下降，就多發點熱，溫度上升就少一點，使恆溫槽
維持在恆溫的狀態，這個加熱裝置恆on，不會在on、off間切換而影響電源。

溫度的變化是連續的，即使冷氣風口對著機器吹，ocxo的溫度也不可能瞬間改
變，再加上ocxo控溫加熱裝置是持續動作的，一漂移馬上補回來，想瞬間變化
也難。

ocxo價高、耗電、體積大，特性如果沒有比tcxo好，早就被市場淘汰了。

OCXO另一問題是shift，高的工作溫度在短期還不明顯，但DAC不是用個兩年就換OCXO的吧，長期使用那會不影響？這個我蠻好奇的

abracon AOCJY系列，老化標示10年500ppb。

[chen3058]

這也是我對DAC上使用OCXO保留的原因之一
我甚至認為運氣差的狀況（冷氣房內），隔個幾分鐘加溫一次，這樣的狀態能多好？
TCXO如果補償啟動別太小，抓個5度才啟動另一數值補償，那可能在實際上輸出的穩定度好於OCXO，當然如果每一度都補償，那也不會多穩

關於溫度控制，舉冷氣為例，傳統冷氣會設定一溫度誤差範圍，壓縮機則只有
運轉與停止兩種狀態，這個溫度誤差範圍不可太小，否則壓縮機不斷地on與off，
很快就掛了，當壓縮機on、off的瞬間，會使電源變髒。

變頻冷氣的壓縮機則是持續運轉，設定一個溫度之後，溫度下降就轉慢點，溫
上升就轉快一點，恆on。

再舉個例，擴大機的直流伺服電路，機器一上電，opa就持續監視輸出端的直流，
一有偏移就立刻補償，而不是設定一個範圍，超出了才動作。

ocxo的溫控裝置應類似變頻冷氣，一上電之後，溫控裝置就持續在運作，永遠
在on的狀態，恆溫槽溫度一下降，就多發點熱，溫度上升就少一點，使恆溫槽
維持在恆溫的狀態，這個加熱裝置恆on，不會在on、off間切換而影響電源。

溫度的變化是連續的，即使冷氣風口對著機器吹，ocxo的溫度也不可能瞬間改
變，再加上ocxo控溫加熱裝置是持續動作的，一漂移馬上補回來，想瞬間變化
也難。

ocxo價高、耗電、體積大，特性如果沒有比tcxo好，早就被市場淘汰了。

OCXO另一問題是shift，高的工作溫度在短期還不明顯，但DAC不是用個兩年就換OCXO的吧，長期使用那會不影響？這個我蠻好奇的

abracon AOCJY系列，老化標示10年500ppb。

所以我說的一直都不是on 和 off，而是加溫，那會抖動，畢竟兩者輸出不同
OCXO我之前說過了測試到的有三度溫差，那不是恆定的，且那是在實驗室環境測試的，雖說測試的數量資料非常少，不具備太好的代表性，但如果有其他看法，也給數據參考吧

冷氣直吹反而溫度會穩定，畢竟那個狀態是相對穩定的，每隔30秒吹20秒才不穩定

老化標示10年500ppb那是在標準儲存狀態下的，在工作溫度下不是這樣，而OCXO的工作溫度遠高於一般頻率元件，此外那個到底是不是都是X'tal都還是疑問不是嗎（高頻是哪一種不確定）？

至於說TCXO取代OCXO，這是看你用怎樣的角度來看，從使用量來說，OCXO幾乎可以說被淘汰了，以TCXO和OCXO相比，銷售數量和金額相比OCXO連1%都不到，有足夠數量這兩個的成本差異沒有那樣大的，TCXO要做到良好也不是很好搞，那跟設計有很大關係
換個現實的角度來看吧，GPS是精準頻率的最大需求商品，有多大比例使用OCXO，我甚至可以明講目前市面GPS使用的TCXO有一半以上是頻率精準度不夠（甚至是嚴重不夠）的，而OCXO在這樣狀態下不能進入市場當然有他的問題

至於DAC是否使用OCXO會比較好，這個我說過我不熟應用，我說過這要看整體條件，DAC的整體條件如果適合OCXO，那當然使用上沒有問題，畢竟DAC使用環境和GPS使用環境差異很大，且我說過TCXO要表現好需要良好的設計搭配，起碼搭配用的IC目前問題不算小，沒有良好的搭配在DAC環境中是否真的好難說

另一個問題我問過但沒有標準答案，DAC用的到底需求是什麼？不論是TCXO或OCXO都是處理溫度變化造成的頻率穩定問題，DAC需要的是恆定的單一頻率穩定輸出？
如果只是要phase noise，那跟本不需要使用TCXO或OCXO，反正只要當天使用頻率穩定就好，那只要工作溫差小於5度，X'tal很夠用了（當然指規格緊的），那設計緊規格配合加強製程就夠了
GPS的要求是需要永遠單一頻率穩定和恆定的，所以需要TCXO（OCXO目前使用量非常非常小，但基地台這類產品的確有部分使用是事實，這產品仍有使用），DAC到底需求是什麼呢？使用產品是根據需求的，有需求才能設計適合的產品，而不是一味的說DAC使用OCXO比TCXO好或比X'tal好，真比較好有哪一家有提供測試數據的？