试析SC切恒温晶振老化特性补偿方法

高新丽

摘 要：随着科技的快速发展，为了使恒温晶振能够长期稳定的运转，经过长时间的研究发现，通过SC切10MHZ可以有效的改善老化的补偿算法，它能够精准的分析出老化相关数据以及制作切之可行的实现方案。简言之，就是通过微处理器建立晶振工作时间轴，在某一个时间段内（根据实际情况设定）对恒温晶振加以老化特性补偿，从而将误差控制在一定范围内。本文将会首先针对小型SC切恒温晶振的具体研制方法，然后阐述其使用原理和方法，希望能够得到一些借鉴和参考。

关键词：晶振；老化；算法；优化

随着通信技术在近些年的迅猛发展，各大企事業单位对晶振的各项指标要求越来越高，特别是稳定性方面，其中老化补偿和优化已经成为晶振行业的重中之重要研究的内容，大量的实践结果表明，通过SC切10MHZ恒温晶振作为优化对象来分析老化数据并且制作预测模型，不仅操作简单，而且优化效果也能够达到预期。

一、合理选择振荡电路和元件

就目前而言，振荡电路采用的是HC-49U型、74HCU04芯片SC切三次泛音谐振器。当温度发生突变时，谐振器会产生新的应力，在非线性耦合的条件下必然会产生频偏，该现象称为过冲。当OCXO开机时，温度会在瞬间从室温上升到拐点温度，从而产生大的热过冲，需要延迟几分钟才会稳定下来，而SC切随恒温槽达到稳定后便会立刻恒定下来。由此可见，SC切晶体相对于AT晶体而言开启特性要优良，并且抗辐射性能也要更加优越。具体参数如下表（表1）所示。

如果采用AT切石英晶体，很难通过手动调到拐点温度，并且波动性大，热稳定性也相对较差。

二、老化补偿的具体算法和建立时间轴

（一）具体算法

当前有很多种老化补偿模型，但是绝大多数公式繁琐，影响因素颇多，很难落地实施。经过检测得出，SC切10MHZ晶振老化预测模型公式为：长期老化（LHY）=第一月老化（LHM）*老化系数。通过以往大量的实践结果表明，这个公式与老化曲线在大多数情况下无法完全拟合，补偿量无法完全抵消晶振老化漂移量，但是有个好处就是操作简单，并且可以数倍提高老化特性指标，这将会在某种程度上优化老化特性。

（二）建立时间轴

观察发现，基于恒温晶振二次上电对老化偏移会产生较小影响，业界人士通常会将其忽略不计。通常是采用等时间间隔（两天或者三天为主）一次性老化补偿恒温晶振。微处理器从晶振老化补偿模式激活后首次上电开始计时，经过之前设定好的补偿时间间隔后进行老化补偿，与此同时存储当前补偿量以及次数。这样一来不管掉电多久，待重新上电后微处理器会自动读取该存储位置的补偿次数以及补偿量，同时输出该补偿量，从而继续后面的老化补偿。

三、软件设计

一般而言，软件工作分为时间轴模块、系统初始化模块、老化预测算法模块、步进输出模块等。具体如下图（图1）所示。

我们从这个设计流程中可以清楚的看到，当晶振初始化工作后，通信模块会在第一时间处于待触发状态，并且发送相关命令给到微处理器，微处理器收到命令后会做出快速反應开始自动调试。值得注意的是，每次上电软件务必根据参数设定自动判定是否激活老化补偿，如果未激活，PWM输出固定值，切忌老化补偿。激活后，软件时间轴开始运行，微处理器在一定的时间段内输出相应的老化补偿数据，与此同时保存当前的补偿量和的时间起始点以及间隔时长。

四、结语

综上所述，随着科技的大力发展，相关研究人员发现在设计以及生产恒温晶振的过程中，通过有效搜集晶振长期老化特性数据可以准确预测出该设备能否长期稳定的运转，并且由此组建与之相应的老化模型。数据表明，业界人士根据老化模型进行合理反向补偿可以将恒温晶振的老化率在原有基础上提高一倍甚至更多，从而祈祷优化老化指标的作用。除此之外，设置该方案参数非常的灵活，在批量生产以及后期应用过程中，可以实时调整补偿量和时间，补偿效果会更好，从而更好的满足客户的个性化需求。

参考文献：

[1] 阎玉英，赵富.SC切恒温晶振老化特性补偿方法[J].无线电工程，2014.