當(dāng)需要精確的穩(wěn)定性時(shí)-就像無線基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備一樣-設(shè)計(jì)人員經(jīng)常轉(zhuǎn)向TCXO有源晶振（溫度補(bǔ)償振蕩器）和OCXO晶振（烤箱控制振蕩器）.這些振蕩器設(shè)計(jì)用于在溫度變化時(shí)提供更好的頻率穩(wěn)定性.高溫和高溫變化是造成振蕩器不穩(wěn)定的主要原因.然而,TCXO晶振和OCXO晶振很難在額定工作溫度高于+85°C時(shí)找到,通常被認(rèn)為是工業(yè)應(yīng)用的上限.
在一個(gè)只有一個(gè)信號(hào)塔的偏遠(yuǎn)地區(qū),當(dāng)無線基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)生故障時(shí)除了撥打緊急電話之外別無他法,失敗可能是由同步和定時(shí)問題引起的,因?yàn)槊總€(gè)新一代無線通信的使用要求都會(huì)變得更高,對(duì)于TCXO晶振的要求也變得更高.
85°C可能看起來很高,但在當(dāng)今更密集的操作環(huán)境中,系統(tǒng)機(jī)箱中的環(huán)境溫度會(huì)迅速升高.例如,電信和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在密集的熱環(huán)境中運(yùn)行.這些系統(tǒng)中的許多系統(tǒng)使用主動(dòng)冷卻-無刷直流風(fēng)扇,這是最常用的-將溫度保持在規(guī)定的工作范圍內(nèi).
服務(wù)器與主機(jī)系統(tǒng)中的電子組件相比,具有較低MTBF的這些冷卻風(fēng)扇仍然不是故障安全的并且可能由于多種原因而發(fā)生故障.由于存在這種風(fēng)險(xiǎn),因此了解關(guān)鍵組件（例如為系統(tǒng)提供心跳的石英晶體振蕩器）在故障條件下的行為方式非常重要.
為此,我們推動(dòng)了各種有源晶振的極限,測(cè)量超出額定工作范圍的穩(wěn)定性.我們測(cè)試了額定溫度為+85°C的TCXO器件并將其推至+125°C,并測(cè)試了額定溫度為+85°C,最高溫度為+105°C的OCXO.以下圖表顯示了在這些較高溫度下性能下降的結(jié)果.在每次測(cè)試中,我們將MEMS振蕩器（用綠線表示）與來自不同供應(yīng)商的石英振蕩器進(jìn)行比較,所有這些都在同一類別中且具有相同的溫度額定值.為了使比較更容易,每個(gè)器件的值在+85°C時(shí)從它們的頻率開始,從同一點(diǎn)開始.
上圖顯示了五個(gè)工業(yè)級(jí)TCXO器件在+85°C至+125°C的頻率穩(wěn)定性
溫補(bǔ)晶振和恒溫晶振用于需要高穩(wěn)定性頻率參考的蜂窩基站等應(yīng)用.由于可能存在冷卻系統(tǒng)故障,因此在此類事件中使用能夠承受高溫并保持系統(tǒng)功能的定時(shí)解決方案非常重要.除了持久的故障條件外,OCXO和TCXO晶振的擴(kuò)展溫度操作可以使系統(tǒng)更加強(qiáng)大和可靠,或根本不需要冷卻風(fēng)扇.
由于5G基礎(chǔ)設(shè)施部署在密度較大且控制較少的位置,因此在高溫和其他惡劣條件下的恢復(fù)能力在下一代通信系統(tǒng)中變得越來越重要.由于振蕩器在高溫下“保持涼爽”,定時(shí)技術(shù)可提供安裝在惡劣環(huán)境中的設(shè)備所需的穩(wěn)健性.