OCXO (oven controlled crystal oscillator)

Die Frequenzstabilität von Quarzoszillatoren wird von Temperaturschwankungen beeinträchtigt. Um eine hohe Frequenzstabilität zu gewährleisten, gibt es temperaturgeregelte und -kompensierte Ausführungen, die eine hohe Temperaturkonstanz sicherstellen. Hochkonstante, leistungsfähige Quarzoszillatoren arbeiten daher mit temperaturgesteuerten Schaltkreisen, die den Quarz und die kritischen Schaltkreise auf konstanter Temperatur halten.

Beim thermostatisierten Quarzoszillator, Oven Controlled Crystal Oscillator (OCXO), befinden sich der Quarz und die Oszillatorschaltkreise in einem geschlossenen, geheizten Gehäuse (Ofen), in dem die Temperatur hochkonstant gehalten wird. Die Temperatur liegt um etwa 10 bis 20 Grad über der höchsten Umgebungstemperatur.

OCXOs für Platinenbestückung, Fotos: Temex Components (links) und Vectron

OCXOs für Platinenbestückung, Fotos: Temex Components (links) und Vectron

Die für diese Anwendungen ausgewählten Quarze haben eine Temperaturabhängigkeit, die sich nahe der Ofentemperatur umkehrt. Die Konstanz des Quarzes ist bei dieser Temperatur sehr hoch und ändert sich nur geringfügig mit steigender und fallender Temperatur. Das hat den Vorteil, das sich Temperaturschwankungen des Ofens nur sehr geringfügig auswirken.

Arbeitsbereich von OCXOs. Temperaturkoeffizient von Quarzen mit AT-Schnitten

Arbeitsbereich von OCXOs. Temperaturkoeffizient von Quarzen mit AT-Schnitten

Ofen-gesteuerte Quarzoszillatoren haben eine Warm-up-Zeit von einigen Minuten, bevor sie ihre hohe Frequenzkonstanz erreichen. Durch die Kombination der hochstabilen Ofentemperatur und des Umkehrverhaltens der Quarze, werden mit solchen OCXO-Schaltungen Frequenzstabilitäten von 0,0001 ppm erreicht, entsprechend 10exp-10.

Zur Erhöhung der Frequenzstabilität können OCXO-Oszillatoren mit dem Signal von Atomfrequenznormalen nachgeregelt werden. Das stabilere Atomuhrsignal ersetzt die Resonanzfrequenz des OXCO-Oszillators, wodurch die OXCO-Frequenz eine wesentlich höhere Frequenzkonstanz hat.

Informationen zum Artikel
Deutsch:
Englisch: oven controlled crystal oscillator - OCXO
Veröffentlicht: 01.01.2014
Wörter: 234
Tags: Analogschaltungen
Links: Atomfrequenznormal, Gehäuse, Halten, OSZ (Oszillator), ppm (parts per million)