晶体振荡器能否在指定温度范围之外工作?这是一个很常见的问题,一言难尽,敬请耐心阅读:
例如,如果晶体振荡器的指定温度在0至60℃ 以上,则很可能在-40至85℃ 范围内运行而不会出现任何问题;但是,它可能会超出其指定的稳定性。如果应用只需要稳定的频率而不是准确的频率,这可能无关紧要。
以下是在两个不同温度范围内同一振荡器的测试结果。左图是从-20 到70℃。如您所见,它非常稳定。右图是从-40到85℃。它在极端温度下不再那么稳定。如果温度稳定性在您的系统中至关重要,那么晶体振荡器在指定温度范围内运行是非常必要的。
出于其他原因,不建议在其指定温度范围之外使用晶体谐振器或晶体振荡器。最主要的原因是在极端环境下,温度急剧升高可能导致较大的频率漂移。另一方面,这也会加速晶体老化,从而影响晶振频率的稳定性和频率精度。
若在指定温度范围之外使用OCXO 恒温晶体振荡器,最严重的问题之一是可能导致OCXO活性下降。比如:可能由于恒温振荡器已经设置为在烤箱(恒温槽)设定温度以内运行,因此若外界温度超温,烤箱(恒温槽)将自动关闭。如下图所示:
对于系统设计人员来说,也要注意功耗这个概念。OCXO恒温晶振通常会消耗更多电流以保持烤箱在较冷的温度下运行。恒温振荡器的功耗在-20°C时可以接受,但在-40°C时也许就不能接受。
总之,最好的做法是提前知道所需的温度范围,然后选择满足该规格的晶体振荡器。如果在指定工作温度范围之外使用晶振,则可能发生频率精度超差、稳定性下降或停振等问题,进一步导致设备系统运行不稳定或完全瘫痪。