恒温晶振常用的SC切晶片有什么优点？

传感专家

恒温晶振将高精度的晶体和振荡电路放置于恒温槽中。恒温槽保护晶体不受到外部温度变化的影响，从而避免石英晶体频偏，达到稳定的频率输出。OCXO的石英晶片主要采用SC切割(也叫应力补偿切割)。

一、为什么使用SC切割?

SC切切割角度是基于x,y,z基础坐标的双旋转如左图所示。双旋转的切角分别为21.93°(横坐标) 和 34.11°(纵坐标)如图所示。

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1. 开机特性好

通电后可快速达到稳定的工作频率，因为SC切对热变化和物理应力有低敏感度。

2. 振幅效应小

SC切的振幅效应大约是AT切割的一半，SC切晶振的激励功率可以大一倍，且不增加老化。

3. 低老化率

SC切晶片低应力，由应力弛豫造成的老化率很小。

4. 短期稳定性好

高激励功率可以降低白噪声, 从而降低了远端相噪, 可达-170dBc/Hz.

SC切的应力和热冲击低敏感的特性实现了低近端相噪, 可达-120 ~ -140dBc/Hz@10Hz。

二、长期和短期频率稳定度的含义?

1.长期频率稳定度

频率随着时间的定向漂移，也称为老化aging。老化在学术界被认为是‘质量迁移’和‘应力驰豫’这两个原因产生的。

1.1质量迁移

在生产过程中，无论做任何清洁处理，晶片表面会残留一些污染物。当晶振加电振荡时，残留在晶片上的物质会因振荡而抖下来，导致振荡频率不断升高。这是由质量迁移引起的正向老化。

1.2应力驰豫

石英片在切割，研磨，抛光等过程中会出现应力。电极，外壳等也会产生应力。应力随着材料的疲劳而消失，导致谐振器振荡频率逐渐降低，而产生负向老化。SC切割(应力补偿切割)的晶片具有较好的特性可以改善这一问题。

晶振厂家根据不同产品属性来设置不同的老化温度和时间。对晶片进行加速老化，使得晶片趋近于稳定精度来提高产品的稳定性。

2.短期频率稳定度

晶振的短期频率稳定度由噪声Noise引起导致的频率不稳定。从频域来看，对应的参数是相位噪声Phase
Noise;从时域来看，对应的参数是抖动Jitter。时间和频域之间的关系互为倒数Time=1/Frequency。

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