溫補晶振振蕩器的發展
溫補晶振由普通化轉換成小型化是一個過程,在近十幾年中得到穩定長足發展,其中在精密TCXO的研究開發與生產方面,日本居主宰地位。在70年代末汽車電話用TCXO的體積達20 以上,目前的主流的產品降至0.4 ,超小型化的TCXO器件體積僅為0.27。
在30年中,TCXO的體積縮小了50余倍乃至100倍。日本京陶瓷公司采用回流焊接方法生產的表面貼裝TCXO厚度由4mm降至2mm,在振蕩啟動4ms后即可達到額定振蕩幅度的90%。金石(KSS)集團生產的TCXO頻率范圍為2~80MHz,溫度從-10℃到60℃變化時的穩定度為±1ppm或±2ppm;數字式TCXO的頻率覆蓋范圍為0.2~90MHz,頻率穩定度為±0.1ppm(-30℃~+85℃)。日本東澤通信機生產的TCO-935/937型片式直接溫補型TCXO晶振,頻率溫度特性(點頻15.36MHz)為±1ppm/-20~+70℃,在5V±5%的電源電壓下的頻率電壓特性為±0.3ppm,輸出正弦波波形(幅值為1VPP),電流損耗不足2mA,體積1 ,重量僅為1g。PiezoTechnology生產的X3080型TCXO采用表面貼裝和穿孔兩種封裝,正弦波或邏輯輸出,在-55℃~85℃范圍內能達到±0.25~±1ppm的精度。
什么是溫補振蕩器
TCXO溫補晶振是通過其附加的溫度補償電路使周圍溫度變化產生的振蕩頻率變化量削減的一種石英晶體振蕩器。它的溫度補償的原理呢就是通過改變振蕩回路中的負載電容,使其隨溫度變化來補償諧振器由于環境溫度變化所產生的頻率漂移。
晶振的作用是為系統提供基本的時鐘信號。通常一個系統共用一個晶振,便于各部分保持同步。有些通訊系統的基頻和射頻使用不同的晶振,而通過電子調整頻率的方法保持同步。
晶振通常與鎖相環電路配合使用,以提供系統所需的時鐘頻率。如果不同子系統需要不同頻率的時鐘信號,可以用與同一個晶振相連的不同鎖相環來提供。
其對溫度穩定性的解決方案采用了一些溫度補償手段,主要原理是通過感應環境溫度,將溫度信息做適當變換后控制晶振的輸出頻率,達到穩定輸出頻率的效果。傳統的 TCXO是采用模擬器件進行補償,隨著補償技術的發展,很多數字化補償大TCXO開始出現,這種數字化補償的TCXO又叫DTCXO,用單片機進行補償時我們稱之為MCXO,由于采用了數字化技術,這一類型的晶振再溫度特性上達到了很高的精度,并且能夠適應更寬的工作溫度范圍,主要應用于領域和使用環境惡劣的場合。
溫補振蕩器的應用領域
隨著時代的發展,科技的進步,對振蕩器的頻率-溫度特性提出了更高的要求.,如通訊機、移動電話以及定位系統(GPS)等眾多對頻率精度和溫度要求比較高的這些產品會因為高溫導致元件出現不良的現象,易造成整個產品的電路燒掉甚至功能失效,這個時候就要用到溫度補償晶體振蕩器。
溫補晶振是目前度和穩定度較高的振蕩器,具有低電壓、低功耗、超高精度的特點,非常適用于各種苛刻工作環境中。而且溫補晶振可以在天氣溫度變化中起到一個互相補助的作用,遇到氣溫低的情況它會根據本身的溫度補償電路來補償由周圍溫度變化產生出的振蕩頻率偏差,從而保護產品的穩定性。
消費類電子一般都不使用溫補晶振,成本高,沒必要,常溫的晶振就夠用了。