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溫補(bǔ)晶振(TCXO)的原理特點(diǎn)、應(yīng)用及分類
發(fā)布時(shí)間:2024-09-06 點(diǎn)擊量:203
溫度補(bǔ)償晶體振蕩器(TCXO)是一種能夠在不同溫度條件下保持穩(wěn)定頻率的晶振。TCXO常被用于對(duì)頻率穩(wěn)定性要求較高的應(yīng)用場(chǎng)景,特別是在需要在廣泛溫度范圍內(nèi)工作的設(shè)備中。以下是TCXO的分類和應(yīng)用領(lǐng)域:
溫補(bǔ)晶振分類
●壓控溫補(bǔ)晶振:通過晶振電壓控制端子調(diào)整壓控電壓,可以調(diào)整晶振頻率精度
●TCXO(溫補(bǔ)晶振):它是一種帶有附加溫度補(bǔ)償電路的石英晶體振蕩器,以減少因環(huán)境溫度變化而引起的振蕩頻率的變化。其溫度補(bǔ)償?shù)脑硎峭ㄟ^改變振蕩電路中的負(fù)載電容,使其隨溫度變化,來補(bǔ)償諧振器因環(huán)境溫度變化而產(chǎn)生的頻率漂移。
TCXO中,對(duì)石英晶體振子頻率溫度漂移的補(bǔ)償方法主要有直接補(bǔ)償和間接補(bǔ)償兩種類型:
(1)直接補(bǔ)償型:直接補(bǔ)償型TCXO是由熱敏電阻和阻容元件組成的溫度補(bǔ)償電路,在振蕩器中與石英晶體振子串聯(lián)而成的。在溫度變化時(shí),熱敏電阻的阻值和晶體等效串聯(lián)電容容值相應(yīng)變化,從而抵消或削減振蕩頻率的溫度漂移。該補(bǔ)償方式電路簡(jiǎn)單,成本較低,節(jié)省印制電路板(PCB)尺寸和空間,適用于小型和低壓小電流場(chǎng)合。但當(dāng)要求晶體振蕩器精度小于±1pmm時(shí),直接補(bǔ)償方式并不適宜。
(2)間接補(bǔ)償型:間接補(bǔ)償型又分模擬式和數(shù)字式兩種類型。模擬式間接溫度補(bǔ)償是利用熱敏電阻等溫度傳感元件組成溫度-電壓變換電路,并將該電壓施加到一支與晶體振子相串接的變?nèi)荻O管上,通過晶體振子串聯(lián)電容量的變化,對(duì)晶體振子的非線性頻率漂移進(jìn)行補(bǔ)償。該補(bǔ)償方式能實(shí)現(xiàn)±0.5ppm的高精度,但在3V以下的低電壓情況下受到限制。數(shù)字化間接溫度補(bǔ)償是在模擬式補(bǔ)償電路中的溫度—電壓變換電路之后再加一級(jí)模/數(shù)(A/D)變換器,將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。該法可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)溫度補(bǔ)償,使晶體振蕩器頻率穩(wěn)定度非常高,但具體的補(bǔ)償電路比較復(fù)雜,成本也較高,只適用于基地站和廣播電臺(tái)等要求高精度化的情況。
溫補(bǔ)晶振的原理
TCXO使用溫度傳感器來監(jiān)測(cè)環(huán)境溫度,并通過反饋回路對(duì)晶體振蕩器的頻率進(jìn)行補(bǔ)償。當(dāng)環(huán)境溫度發(fā)生變化時(shí),TCXO會(huì)自動(dòng)調(diào)整晶體振蕩器的控制電壓,以抵消溫度引起的頻率偏移。這種溫度補(bǔ)償機(jī)制使得TCXO能夠提供高度穩(wěn)定的頻率輸出,適用于各種溫度變化環(huán)境。
溫補(bǔ)晶振的特點(diǎn)
●溫度補(bǔ)償: 具備溫度補(bǔ)償功能,能夠在不同溫度下維持相對(duì)穩(wěn)定的頻率輸出。
●高穩(wěn)定性: 相對(duì)于一般的晶振,TCXO 提供更高的頻率穩(wěn)定性,尤其是在廣泛的溫度范圍內(nèi)。
●精密度高:TCXO 的設(shè)計(jì)旨在提供高精度的時(shí)鐘信號(hào),適用于需要高度時(shí)間準(zhǔn)確性的應(yīng)用。
●低相噪聲: 一些 TCXO 設(shè)計(jì)還可以提供低相噪聲(phase noise),這對(duì)于一些對(duì)信號(hào)干擾敏感的應(yīng)用尤為重要,比如通信系統(tǒng)。
●低功耗: 在一些移動(dòng)設(shè)備和電池驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用中,TCXO 通常設(shè)計(jì)為低功耗,以延長(zhǎng)電池壽命。
溫補(bǔ)晶振應(yīng)用領(lǐng)域
1. 通信領(lǐng)域:
移動(dòng)通信設(shè)備、基站和衛(wèi)星通信系統(tǒng)對(duì)頻率穩(wěn)定性要求極高。TCXO可以在不同的溫度和環(huán)境條件下提供可靠的頻率穩(wěn)定性,確保通信系統(tǒng)的性能。
2. 全球定位系統(tǒng)(GPS):
GPS接收機(jī)需要高度準(zhǔn)確的時(shí)鐘源,以確保定位精度。TCXO被廣泛用于GPS設(shè)備,以提供在不同溫度下穩(wěn)定的時(shí)鐘信號(hào)。
3. 軍事應(yīng)用:
軍事通信、雷達(dá)和導(dǎo)航系統(tǒng)通常在嚴(yán)苛的環(huán)境條件下工作,包括極端溫度。TCXO在這些應(yīng)用中能夠提供可靠的頻率穩(wěn)定性,確保設(shè)備在各種條件下都能正常運(yùn)行。
4. 無線局域網(wǎng)和藍(lán)牙設(shè)備:
無線通信設(shè)備,如WLAN路由器和藍(lán)牙設(shè)備,需要穩(wěn)定的時(shí)鐘源來確保通信的可靠性和穩(wěn)定性。TCXO可以提供所需的頻率精度
YXC溫補(bǔ)晶振優(yōu)勢(shì)
●寬頻率范圍:10MHz-1500MHz
●工作溫度:-30+ 85℃、-40+ 85℃
●高穩(wěn)定:TCXO能夠在廣泛的溫度范圍內(nèi)提供穩(wěn)定的頻率輸出,減小了溫度變化對(duì)設(shè)備性能的影響。
●小尺寸、低功耗:最小尺寸可達(dá)2.0mm*1.6mm