如何使用MEMS OCXO克服时序挑战
烤箱控制振荡器(OCXO)在定时性能方面处于领先地位，稳定性约为十亿分之五十(ppb)或更高。由于一些OCXO提供Stratum 3E级时序稳定性，因此它们被用于要求更严格的时序性能的高吞吐量通信网络，这些性能随着每一代新产品而增加。展望未来，OCXO对于需要更高性能的新兴5G和IEEE 1588同步应用至关重要，并将支持自动驾驶车辆等关键任务服务。
OCXO如何实现这种稳定性?
环境温度变化是对振荡器频率稳定性产生不利影响的主要因素之一。OCXO旨在通过将谐振器和振荡器IC封装在包含加热元件的外壳中来保持环境温度变化下的紧密频率稳定性，以尽可能保持温度恒定。但即使这些“烤箱”设备设计为保持内部温度恒定，传统OCXO的稳定性也会受到环境温度变化的影响，特别是当温度变化很快时。这可能是由于外壳绝缘不完善或加热器控制滞后造成的。
这就是为什么设计师在将振荡器放在电路板上的哪个位置做出艰苦的决定。OCXO通常放置在角落，远离导致气流引起的热冲击的风扇，并远离可能产生大量热量的主处理单元。但是需要权衡将振荡器移动到角落并远离其正在计时的芯片，例如增加的布线复杂性和潜在的信号完整性问题。一些设计人员必须经过几次电路板布局迭代才能找出放置OCXO的位置。
在许多情况下，OCXO覆盖有特殊的机械屏蔽，用于隔热和隔气。但这些封面通常不是现成的。他们需要一个专业的供应商来设计和制作封面，额外的电路板空间以及额外的制造步骤来粘贴封面 - 所有这些都需要时间和金钱 - 而且它们仍然不是万无一失的。
即使采用了所有这些保护措施，OCXO仍然无法防范影响稳定性和性能的其他因素，如振动，时间(老化)和电源噪声(如电源电压或负载阻抗)。这使得时序可能成为通信系统中最大的故障源。
为了减轻使用OCXO的麻烦和风险，已经引入了基于MEMS的OCXO。这些精密MEMS定时器件在整个温度范围内具有±5 ppb的频率稳定性，旨在与传统OCXO相比，在动态条件下提供更好的可靠性和性能。
到目前为止，通信设备制造商不得不依赖于精密，难以使用的计时设备。MEMS OCXO旨在解决石英OCXO的长期存在的问题，这些问题对环境条件敏感，并且通常需要采取保护措施。由于设计考虑较少，设备制造商可以降低设计复杂性，加快开发时间并加快收入。