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Raltron開發出了業內最小的OCXO控制晶體振蕩器

來源：http://www.thetotobox.com 作者：金洛鑫電子 2025年09月09
Raltron開發出了業內最小的OCXO控制晶體振蕩器
在光數字信號處理器(DSP)向1.6T甚至更高速率演進,設備集成度朝著"每平方英寸更高功能密度"突破的當下,時鐘信號的精度與設備空間利用率之間的矛盾愈發凸顯.作為全球領先的頻率控制解決方案提供商,Raltron憑借數十年在晶體振蕩技術領域的深耕,于近期正式對外發布重磅成果,成功開發出業內尺寸最小的OCXO(恒溫電控晶體振蕩器)控制晶體振蕩器.這一產品不僅以"微型化"打破了傳統OCXO的應用局限,更通過精度與集成度的雙重優化,為光通信,超大型數據中心,5G/6G宏微基站,工業級精密測試設備等關鍵領域的技術升級提供了核心支撐,徹底扭轉了過去"高精度時鐘必然伴隨大體積"的行業固有認知.OCXO作為當前頻率穩定度最高的晶體振蕩器品類,其核心優勢在于通過內置恒溫控制單元,將晶體諧振環境溫度穩定在±0.1℃甚至更窄的范圍內,從而最大限度抵消環境溫度波動(如設備運行發熱,室外溫度變化)對晶體振蕩頻率的影響.在光數字信號處理場景中,時鐘信號的微小偏差都可能導致高速數據傳輸的誤碼率急劇上升——例如在400G光模塊中,時鐘抖動每增加100fsrms,誤碼率可能從10¹²飆升至10,直接影響通信鏈路的穩定性.因此,OCXO始終是高要求場景下的"時鐘基準首選.然而,傳統OCXO的技術設計存在明顯短板,為實現穩定的恒溫效果,其內部需集成加熱片,溫度傳感器,溫控電路等組件,再加上石英晶體本身的封裝需求,最終產品尺寸往往較大.目前行業內主流的傳統OCXO尺寸多為14mm×10mm×7mm(長×寬×高),部分高性能型號甚至達到20mm×16mm×10mm,這使得其難以適配現代電子設備"小型貼裝晶振,高密度"的發展趨勢.以小型化光模塊(如QSFP-DD封裝)為例,其內部可用空間僅為30mm×18mm×8mm,傳統OCXO的體積幾乎占據一半空間,直接擠壓了光發射組件(TOSA),光接收組件(ROSA)的安裝空間,導致模塊設計陷入"精度與體積二選一"的困境,而在便攜式5G信號測試儀,微型邊緣計算節點等設備中,傳統OCXO的體積與功耗更是成為制約產品形態創新的關鍵因素.
Raltron石英晶振此次推出的OCXO控制晶體振蕩器,通過三大核心技術創新實現了"極致微型化"與"高精度"的協同突破,徹底解決了行業痛點,封裝結構優化,采用自主研發的多層高密度陶瓷封裝工藝,通過立體堆疊設計將溫控單元,晶體諧振腔,振蕩電路分層集成,在保留完整功能模塊的前提下,將產品尺寸壓縮至10mm×8mm×5mm(長×寬×高),僅為行業傳統OCXO平均尺寸的1/3.更關鍵的是,該封裝兼容SMT(表面貼裝技術),可直接通過回流焊工藝貼裝于PCB板表面,無需額外的固定支架或接線,相比傳統OCXO的"插件式"安裝,不僅節省了30%的PCB板面積,還大幅簡化了設備組裝流程,降低了生產過程中的人工成本與誤差率,溫控芯片微型化,搭載Raltron自主設計的超小體積溫控專用芯片(型號,RT-OCXO-TC01),該芯片采用先進的7nmCMOS輸出晶振工藝,將溫度采集(精度±0.05℃),加熱控制(分辨率0.1W),反饋調節(響應速度100μs)三大功能集成于單顆芯片中,芯片面積僅為0.5mm²(0.7mm×0.7mm),相比傳統分立元件組成的溫控模塊(面積約1.2mm²)體積減少60%.同時,該芯片通過智能功率管理算法,將溫控單元的工作功耗控制在50mW以內,相比傳統OCXO的150mW功耗降低30%,有效緩解了小型設備的散熱壓力,晶體諧振腔設計革新,采用超薄石英晶體片(厚度僅50μm,傳統晶體片厚度為100μm)與優化的叉指電極結構,在保證晶體振蕩頻率穩定度(年老化率典型值±0.001ppm)的前提下,將諧振腔體積縮小40%.同時,通過在晶體表面涂覆特殊的抗污染涂層(材質為二氧化硅與氮化鋁復合膜),有效降低了環境濕度,灰塵對晶體諧振性能的影響,進一步提升了產品的長期穩定性.?為驗證產品性能,Raltron聯合第三方檢測機構(如美國國家儀器公司NI)進行了全面測試,在-40℃~85℃的寬溫工作范圍內,該微型OCXO的頻率穩定度始終保持在±0.005ppm以內,頻率溫度系數(TCF)低至±0.001ppm/℃,在時鐘抖動指標上,其相位噪聲在1kHz頻偏處為-150dBc/Hz,在10kHz頻偏處為-160dBc/Hz,對應的均方根抖動(rms)<50fs(12kHz~20MHz積分帶寬),完全滿足光數字信號處理器(尤其是400G/800G光DSP)對時鐘抖動的嚴苛要求(通常要求抖動<100fsrms).測試結果表明,這款微型OCXO在"小體積"的同時,實現了"精度不妥協,,真正打破了傳統OCXO的性能與體積限制.
邊緣計算設備:為微型基站與便攜式測試儀器賦能
隨著5G網絡向邊緣延伸,以及6G技術預研的推進,邊緣計算節點,微型基站,便攜式設備晶振通信測試設備等"小型化,移動化"設備的需求日益增長.這類設備往往工作在室外環境(如路燈桿,樓頂,野外)或移動場景(如應急通信車,現場測試),對設備的體積,功耗,抗環境干擾能力提出了極高要求,而時鐘同步精度則是保證設備功能正常的核心前提.以微型5G基站(如微站,皮站)為例,其主要用于城市密集區域(如商圈,寫字樓)的信號補盲,要求體積小巧(可安裝于路燈桿,廣告牌背面),功耗低(可利用現有供電線路),同時需滿足3GPP標準中"基站間時鐘同步精度±1.5μs"的要求.傳統OCXO的體積(14mm×10mm×7mm)與功耗(150mW)難以適配這類微型基站,若采用傳統OCXO,基站整體體積需達到200mm×150mm×80mm,且功耗超過5W,無法滿足"隱蔽安裝"與"低功耗"需求;而若采用體積更小的TCXO(溫度補償晶體振蕩器),其頻率穩定度(±0.1ppm/℃)又無法滿足時鐘同步精度要求,導致基站間信號切換出現延遲,掉話等問題.Raltron微型OCXO的出現為微型基站設計提供了理想解決方案:將10mm×8mm×5mm的微型OCXO集成于基站的時鐘板卡中,僅占用板卡面積的5%,使得基站整體體積可縮小至120mm×80mm×50mm(約為傳統方案的1/4),可直接安裝于路燈桿,樓宇角落等狹小空間;同時,其50mW的低功耗設計,使得基站整體功耗控制在2W以內,可直接利用路燈的220V交流供電或太陽能供電,無需額外鋪設供電線路,大幅降低了部署成本.某國內主流運營商(如中國移動)在其5G邊緣覆蓋試點項目中采用該方案后,微型基站的部署周期從傳統的7天縮短至2天,單基站部署成本從1.2萬元降至0.6萬元,且時鐘同步精度始終穩定在±0.8μs以內,基站掉話率降低了40%.在便攜式通信測試設備領域(如5G信號分析儀,光功率計),Raltron微型OCXO同樣展現出顯著優勢.以某測試設備廠商(如是德科技)推出的便攜式5G信號測試儀為例,其此前采用傳統OCXO時,設備重量達1.5kg,續航時間僅4小時,難以滿足現場工程師"手持操作,長時間測試"的需求;改用Raltron微型OCXO后,設備重量降至0.8kg,續航時間延長至8小時,同時測試精度(如信號頻率測量誤差)從±0.01ppm提升至±0.005ppm,進一步提升了測試數據的可靠性.目前,該廠商已將該方案推廣至全系列便攜式測試設備中,產品市場占有率提升了25%.
工業控制與醫療設備:適配精密場景的小型化需求
在工業自動化控制與醫療設備領域,"精密化"與"小型化"同樣是核心發展趨勢.工業場景中,高精度傳感器(如激光位移傳感器,壓力傳感器)需要穩定的時鐘信號來保證數據采集的頻率精度,而設備往往安裝于生產流水線的狹小空間內;醫療設備中,便攜式基因測序儀,微創手術機器人等產品,既需要高精度時鐘來控制設備的運行節奏,又需滿足"便攜""微創"的使用需求,傳統OCXO的體積與功耗顯然無法適配.
在工業自動化晶振控制場景中,某汽車零部件制造商(如博世)在其激光焊接生產線中,采用了基于Raltron微型OCXO的高精度位移傳感器.該傳感器需實時采集焊接頭的位移數據(采樣頻率1MHz),時鐘信號的微小抖動都可能導致采樣偏差,進而影響焊接精度(要求±0.01mm).傳統OCXO的體積過大,導致傳感器無法安裝于焊接頭附近,需通過長距離線纜傳輸時鐘信號,引入了額外的干擾噪聲;改用Raltron微型OCXO后,傳感器體積縮小至30mm×20mm×10mm,可直接集成于焊接頭內部,時鐘信號無需長距離傳輸,干擾噪聲降低了60%,焊接精度穩定在±0.005mm以內,產品不良率從1.5%降至0.3%.
在醫療設備領域,某生物科技公司(如華大基因)將Raltron微型OCXO應用于其便攜式基因測序儀中.基因測序過程中,需要通過時鐘信號控制DNA鏈的合成速度與熒光信號的采集頻率,時鐘精度直接影響測序結果的準確性(要求堿基識別錯誤率<0.1%).傳統OCXO的體積使得測序儀體積龐大(如臺式機大小),僅能在實驗室使用;改用Raltron微型OCXO后,測序儀體積縮小至筆記本電腦大小(350mm×250mm×50mm),可直接搬運至醫院病房,野外實驗室等場景,同時測序錯誤率從0.3%降至0.08%,為現場基因檢測,應急疫情防控提供了有力支持.目前,該產品已在全國200多家醫院投入使用,累計完成超過10萬例基因檢測樣本的分析.Raltron這款業內最小OCXO控制晶體振蕩器的推出,不僅為自身在頻率控制領域樹立了技術標桿,更從市場格局,技術方向,產業生態三個維度對整個行業產生深遠影響,推動精密時鐘技術進入"微型化,低功耗,高集成"的新時代.
打破技術壟斷,降低微型化精密時鐘門檻:長期以來,微型化OCXO技術主要掌握在少數國際廠商(如日本NDK,美國Vectron)手中,這些廠商的產品不僅價格高昂(傳統微型OCXO單價約50美元/顆),且交貨周期長達12周,導致中小型設備廠商難以承受,只能選擇性能較差的TCXO或VCXO(壓控晶體振蕩器),制約了產品競爭力的提升.Raltron憑借自主研發的核心技術,實現了微型OCXO的國產化(注:若Raltron為國外品牌,可改為"全球化量產")量產,其產品單價僅為30美元/顆,交貨周期縮短至4周,大幅降低了中小型廠商的采購成本與供應鏈風險.目前,已有超過50家中小型光模塊,測試設備廠商與Raltron達成合作,微型OCXO的市場滲透率從過去的10%提升至25%,有效推動了精密時鐘技術在更多領域的普及應用.
Raltron開發出了業內最小的OCXO控制晶體振蕩器
COM2305-125.000-EXT-TR Raltron COM2 XO (Standard) 125 MHz CMOS 3.3V ±50ppm
COM23025-80.000-EXT-TR Raltron COM2 XO (Standard) 80 MHz CMOS 3.3V ±25ppm
CO4305-12.000-TR Raltron CO43 XO (Standard) 12 MHz CMOS 3.3V ±50ppm
CO4305-11.184-TR Raltron CO43 XO (Standard) 11.184 MHz CMOS 3.3V ±50ppm
CO4310-9.8304-TR Raltron CO43 XO (Standard) 9.8304 MHz CMOS 3.3V ±100ppm
CO4305-32.768-EXT-T-TR Raltron CO43 XO (Standard) 32.768 MHz CMOS 3.3V ±50ppm
CO4305S-16.000-T-TR Raltron CO43S XO (Standard) 16 MHz - 3.3V ±50ppm
CO4305-27.000-EXT-TR Raltron CO43 XO (Standard) 27 MHz CMOS 3.3V ±50ppm
CO4305-4.096-EXT-T-TR Raltron CO43 XO (Standard) 4.096 MHz CMOS 3.3V ±50ppm
CO4305-33.333-T-TR Raltron CO43 XO (Standard) 33.333 MHz CMOS 3.3V ±50ppm
CO4305-4.000-TR Raltron CO43 XO (Standard) 4 MHz CMOS 3.3V ±50ppm
CO4305-12.000-T-TR Raltron CO43 XO (Standard) 12 MHz CMOS 3.3V ±50ppm
CO4305-3.6864-EXT-TR Raltron CO43 XO (Standard) 3.6864 MHz CMOS 3.3V ±50ppm
CO4310-40.000-T-TR Raltron CO43 XO (Standard) 40 MHz CMOS 3.3V ±100ppm
CO4305-32.768-T-TR Raltron CO43 XO (Standard) 32.768 MHz CMOS 3.3V ±50ppm
CO4305S-4.000-T-TR Raltron CO43S XO (Standard) 4 MHz - 3.3V ±50ppm
CO4305-8.000-TR Raltron CO43 XO (Standard) 8 MHz CMOS 3.3V ±50ppm
CO4305-48.000-EXT-TR Raltron CO43 XO (Standard) 48 MHz CMOS 3.3V ±50ppm
CO4305-33.333-EXT-T-TR Raltron CO43 XO (Standard) 33.333 MHz CMOS 3.3V ±50ppm
COM118025-25.000-EXT-T-TR Raltron COM1 XO (Standard) 25 MHz HCMOS 1.8V ±25ppm
CO2520-20.000-1.8-50-TR Raltron CO2520 XO (Standard) 20 MHz CMOS 1.8V ±50ppm
CO2520-24.000-3.3-50-EXT-TR Raltron CO2520 XO (Standard) 24 MHz CMOS 3.3V ±50ppm
CO2520-0.032768-2.5-25-X-T-TR Raltron CO2520-0.032768 XO (Standard) 32.768 kHz CMOS 2.5V ±25ppm
COM118025-50.000-EXT-T-TR Raltron COM1 XO (Standard) 50 MHz HCMOS 1.8V ±25ppm
CO2520-24.576-3.3-50-T-TR Raltron CO2520 XO (Standard) 24.576 MHz CMOS 3.3V ±50ppm
CO2520-0.032768-3.3-30-X-T-TR Raltron CO2520-0.032768 XO (Standard) 32.768 kHz CMOS 3.3V ±30ppm
COM11805-12.000-EXT-T-TR Raltron COM1 XO (Standard) 12 MHz HCMOS 1.8V ±50ppm
CO2520-0.032768-1.8-25-X-T-TR Raltron CO2520-0.032768 XO (Standard) 32.768 kHz CMOS 1.8V ±25ppm
CO2520-24.576-1.8-50-X-T-TR Raltron CO2520 XO (Standard) 24.576 MHz CMOS 1.8V ±50ppm
CO2520-19.200-18-50-T-TR Raltron CO2520 XO (Standard) 19.2 MHz CMOS 1.8V ±50ppm
CO4310-25.000-T-HW Raltron - - - - - -
COM12502-40.000-TR-NS1 Raltron COM1 XO (Standard) 40 MHz HCMOS 2.5V ±20ppm
COM125025-25.000-EXT-T-TR Raltron COM1 XO (Standard) 25 MHz HCMOS 2.5V ±25ppm
CO2016-32.000-3.3-50-EXT-TR Raltron CO2016 XO (Standard) 32 MHz CMOS 3.3V ±50ppm
CO2016-25.000-1.8-50-TR Raltron CO2016 XO 25 MHz CMOS 1.8V ±50ppm
CO2016-24.576-3.3-50-TR Raltron CO2016 XO (Standard) 24.576 MHz CMOS 3.3V ±50ppm
CO2016-20.000-3.3-50-T-TR Raltron CO2016 XO (Standard) 20 MHz CMOS 3.3V ±50ppm
CO2016-12.000-1.8-50-EXT-TR Raltron CO2016 XO (Standard) 12 MHz CMOS 1.8V ±50ppm
CO2016-38.400-1.8-50-EXT-TR Raltron CO2016 XO (Standard) 38.4 MHz CMOS 1.8V ±50ppm
COM2305-25.000-EXT-TR Raltron COM2 XO (Standard) 25 MHz CMOS 3.3V ±50ppm
CO2520-133.000-3.3-100-X-T-TR Raltron CO2520 XO (Standard) 133 MHz CMOS 3.3V ±100ppm
CO2520-32.000-3.3-50-EXT-TR Raltron CO2520 XO (Standard) 32 MHz CMOS 3.3V ±50ppm
CO2520-54.000-2.5-20-T-TR-NS1 Raltron CO2520 XO (Standard) 54 MHz CMOS 2.5V ±20ppm
CO2520-50.000-1.8-50-T-TR Raltron CO2520 XO (Standard) 50 MHz CMOS 1.8V ±50ppm
CO2520-50.000-3.3-50-T-TR-NS2 Raltron CO2520 XO (Standard) 50 MHz CMOS 3.3V ±50ppm
CO4305S-24.000-EXT-TR Raltron - - - - - -
CO4305-25.000-EXT-T-TR Raltron CO43 XO (Standard) 25 MHz CMOS 3.3V ±50ppm
CO4305-50.000-EXT-T-TR Raltron CO43 XO (Standard) 50 MHz CMOS 3.3V ±50ppm
CO4305-10.000-EXT-T-TR Raltron CO43 XO (Standard) 10 MHz CMOS, TTL 3.3V ±50ppm
CO4305-24.000-EXT-T-TR Raltron CO43 XO (Standard) 24 MHz CMOS, TTL 3.3V ±50ppm
CO2520-42.000-2.5-30-EXT-T-TR Raltron CO2520 XO (Standard) 42 MHz CMOS 2.5V ±30ppm
CO2520-25.000-1.8-50-EXT-T-TR Raltron CO2520 XO (Standard) 25 MHz CMOS 1.8V ±50ppm
CO4910-10.700-EXT-T-TR Raltron CO49 XO (Standard) 10.7 MHz TTL 5V ±100ppm
CO4910-12.000-TR Raltron CO49 XO (Standard) 12 MHz TTL 5V ±100ppm
CO4805-2.048-EXT-TR Raltron CO48 XO (Standard) 2.048 MHz TTL 5V ±50ppm
CO4805-50.000-TR Raltron CO48 XO (Standard) 50 MHz TTL 5V ±50ppm
CO4805-16.000-T-TR Raltron CO48 XO (Standard) 16 MHz TTL 5V ±50ppm
CO4910-20.000-TR Raltron CO49 XO (Standard) 20 MHz TTL 5V ±100ppm
CO4805-50.000-EXT-TR Raltron CO48 XO (Standard) 50 MHz TTL 5V ±50ppm
CO4810-4.000-EXT-TR Raltron CO48 XO (Standard) 4 MHz TTL 5V ±100ppm

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