简述温度补偿晶体振荡器应用

PASTERNACK 2024-10-10 10:30:04

晶体振荡器被广泛应用卫星通信、电台及移动设备等。根据晶振的功能和实现技术的不同,晶振也有着不同的类型。今天我们就重点了解一下温度补偿晶体振荡器(简称TCXO)。

(一) 晶体振荡器的定义及类型

晶体振荡器由在受到电激励时产生谐振特性的晶体结构组成。此类振荡器通常非常稳定,具有优异的相位噪声,而且可制成相对小巧的结构。在具有更高要求的应用中,晶体振荡器通常集成至更为复杂的模拟或数字电路中,这些电路利用一个或多个振荡器及环境控制系统实现更加可靠的性能,以对频率和相位的经时变化进行限制。晶体振荡器的振荡频率与晶体尺寸成正比,而且晶体振荡器可制造成在数赫兹至千兆赫兹以上范围内产生谐振特性。

10 MHz 温度补偿晶体振荡器,±2.5 PPM,CMOS 输出,-145 dBc/Hz at 10kHz 偏移,+12V,SMA

根据晶振的功能和实现技术的不同,可以将晶振分为以下四类:

• 恒温晶体振荡器(OCXO)

• 温度补偿晶体振荡器(TCXO)

• 普通晶体振荡器(SPXO)

• 压控晶体振荡器(VCXO)

(二) 温度补偿晶体振荡器

温补晶振即温度补偿晶体振荡器(TCXO, Temperature Compensated Crystal Oscillator),是通过其附加的温度补偿电路使周围温度变化产生的振荡频率变化量削减的一种石英晶体振荡器。它的温度补偿的原理就是通过改变振荡回路中的负载电容,使其随温度变化来补偿谐振器由于环境温度变化所产生的频率漂移。

传统的 TCXO 是采用模拟器件进行补偿,随着补偿技术的发展,很多数字化补偿大 TCXO 开始出现,这种数字化补偿的 TCXO 又叫 DTCXO,用单片机进行补偿时称之为 MCXO,由于采用了数字化技术 ,这一类型的晶振再温度特性上达到了很高的精度,并且能够适应更宽的工作温度范围,主要应用于军工领域和使用环境恶劣的场合。

20 MHz 温度补偿晶体振荡器,±2.5 PPM,CMOS 输出,-145 dBc/Hz at 10kHz 偏移,+12V,SMA

温补晶振的优势在于:

具有高稳定性:在广泛的温度范围内提供稳定的频率输出,减小了温度变化对设备性能的影响。

精密度高:提供高精度的时钟信号,适用于需要高度时间准确性的应用。

低功耗:在一些移动设备和电池驱动的应用中,TCXO通常设计为低功耗以延长电池寿命。

低相噪声:部分TCXO设计还能提供低相噪声特性,这对于通信系统等对信号干扰敏感的应用尤为重要。

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