什么是晶體振蕩器和恒溫晶體振蕩器？

晶體振蕩器是一種集成電子電路，它使用一薄片石英晶體作為頻率選擇元件。石英晶體以某個(gè)穩(wěn)定的共振頻率振動(dòng)。當(dāng)對(duì)其施加小電壓時(shí)，它以此頻率工作，導(dǎo)致其輕微但可預(yù)測(cè)地變形。當(dāng)電壓消失時(shí)，晶體恢復(fù)到原來(lái)的形狀，不再以規(guī)定的頻率振蕩。

恒溫晶體振蕩器（OCXO）是一種更穩(wěn)定的晶體振蕩器。因?yàn)闇囟葧?huì)改變晶體的大小和形狀，所以溫度也會(huì)影響諧振頻率。OCXO石英晶振有一個(gè)嚴(yán)密的溫度控制回路，加熱晶體周?chē)囊粋€(gè)小熔爐，以確保它始終在相同的溫度下運(yùn)行。這增加了頻率的穩(wěn)定性。

OCXOs是如何使用的？

切割石英片，使其諧振頻率已知，當(dāng)施加電壓時(shí)，它每次都會(huì)以完全相同的頻率振動(dòng)。這就是為什么時(shí)鐘、收音機(jī)和其他需要精確計(jì)時(shí)或頻率的物體通常采用晶體振蕩器. 

高頻電子設(shè)備通常依賴(lài)穩(wěn)定的頻率源進(jìn)行混頻、采樣和類(lèi)似操作。考慮一下智能手機(jī)中的無(wú)線(xiàn)電發(fā)射機(jī)，它接收您的聲音并將其傳輸?shù)绞謾C(jī)信號(hào)塔。你的聲音產(chǎn)生的頻率在空氣衰減之前只會(huì)傳播一小段距離。相反，它們被轉(zhuǎn)換成可以傳播更遠(yuǎn)的無(wú)線(xiàn)電波。

為了使這種轉(zhuǎn)換發(fā)生，來(lái)自麥克風(fēng)的信號(hào)與來(lái)自“本地振蕩器”的特定頻率混合本地振蕩器的目的是提供一個(gè)頻率穩(wěn)定的源，它將與您的聲音持續(xù)混合。它還必須是可預(yù)測(cè)的，以便另一端的接收器可以解混信號(hào)并分離出您的聲音而不會(huì)失真。

理想的混音器。輸入信號(hào)可能是你的聲音，本地振蕩器通常是一個(gè)晶體，輸出信號(hào)是包含你的聲音信息和載波的無(wú)線(xiàn)電波。

制造頻率穩(wěn)定的本地振蕩器的一種常用方法是使用晶體振蕩器。

布利萊的BQCSA系列晶體振蕩器。

是什么決定了晶體振蕩器的保質(zhì)期？

晶體振蕩器和OCXOs在其整個(gè)生命周期中都非常穩(wěn)定。雖然人們普遍認(rèn)為電子元件有一個(gè)兩年保質(zhì)期晶體振蕩器壽命更長(zhǎng)。晶體本身具有很長(zhǎng)的壽命，因?yàn)殡娐凡话苿?dòng)部件，在工作過(guò)程中不會(huì)明顯變形，并且是化學(xué)惰性的。使用晶體的電路以及OCXO石英振蕩子的熔爐和控制電路也是由高質(zhì)量的組件制成的，壽命也很長(zhǎng)。

晶體振蕩器中使用的石英和其他材料是惰性礦物，這意味著它們?cè)谧匀唤缰行枰獢?shù)千年的風(fēng)化時(shí)間賦予它們無(wú)限期的保質(zhì)期。在電子設(shè)備中，這些晶體幾乎不受腐蝕、潮濕和其他環(huán)境污染物的損害。石英片也很致密，這意味著它幾乎沒(méi)有霉菌和真菌產(chǎn)卵的孔隙空間。

晶體振蕩器電路和OCXO電路經(jīng)測(cè)試符合軍用標(biāo)準(zhǔn)和/或 AEC-Q200，這是一項(xiàng)針對(duì)電子元件的汽車(chē)壓力測(cè)試。由于這些認(rèn)證是為全天候引擎蓋下使用而設(shè)計(jì)的，因此設(shè)計(jì)為通過(guò)這些認(rèn)證的部件將具有較長(zhǎng)的保質(zhì)期。

該測(cè)試包括電、熱、機(jī)械振動(dòng)和物理沖擊測(cè)試，以及化學(xué)和潮濕暴露測(cè)試。例如，OCXO石英晶振中使用的組件的額定工作溫度范圍為-55°C至125°C，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于標(biāo)準(zhǔn)電子組件的額定工作溫度范圍40°C至60°C

晶體振蕩器的貨架壽命隨著時(shí)間的推移而延長(zhǎng)

石英年齡 其諧振頻率隨時(shí)間變化。他們的衰老不是線(xiàn)性的，在早期變化更快，但在晚年變化要慢得多。正因?yàn)槿绱耍恍┙M件會(huì)稍微提前老化，以確保其諧振頻率在其使用壽命期間更加穩(wěn)定。

理想情況下，OCXO電路將一直有電源供應(yīng)，但存放在架子上或安裝在已拔掉電源插頭的設(shè)備上的組件不會(huì)有這樣的奢侈。對(duì)OCXO石英晶體來(lái)說(shuō)，這不是一個(gè)問(wèn)題。由于一種被稱(chēng)為“折回”的現(xiàn)象，石英折回并在電力恢復(fù)時(shí)從其停止的地方開(kāi)始老化。

老化的可預(yù)測(cè)性意味著可以構(gòu)建在略有不同的頻率下共振的OXCOs。當(dāng)這些老化時(shí)，共振頻率將發(fā)生可預(yù)測(cè)的漂移。

一句話(huà):OCXO的保質(zhì)期不是問(wèn)題

晶體振蕩器最重要的特性之一可能是它們?cè)诜浅８叩墓ぷ鳒囟确秶鷥?nèi)保持可預(yù)測(cè)性和穩(wěn)定性。石英晶體振蕩器的貨架壽命很少受到關(guān)注，因?yàn)榇鎯?chǔ)溫度遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)器件的工作要求。購(gòu)買(mǎi)它們是非常安全的大批量并在您的計(jì)劃/產(chǎn)品生命周期內(nèi)獲得定價(jià)和交付周期縮短的優(yōu)勢(shì)。

這意味著晶體振蕩器，無(wú)論是放在設(shè)備中還是放在倉(cāng)庫(kù)中等待使用，都可能在未來(lái)許多年內(nèi)以適當(dāng)?shù)念l率振蕩。