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温补晶振作用
发布时间:2013-05-25        浏览次数:314        返回列表

  温补晶振(TCXO)是在晶振内部采取了对晶体频率温度特性进行补偿,以达到在宽温温度范围内满足稳定度要求的晶体振荡器。一般模拟式温补晶振采用热敏补偿网络。补偿后频率稳定度在10-7~10-6量级,由于其良好的开机特性、优越的性能价格比及功耗低、体积小、环境适应性较强等多方面优点,因而获行了广泛应用。它有好几种不同的类型:电压控制晶体振荡器(VCXO)、温度补偿晶体振荡器(TCXO)、恒温晶体振荡器(OCXO),以及数字补偿晶体振荡器(MCXO或DTCXO),每种类型都有自己的独特性能。如果您需要使您的设备即开即用,您就必须选用VCXO或温补晶振,如果要求稳定度在1ppm以上,则需选择数字温补晶振(MCXO)。模拟温补晶振只适用于稳定度要求在5ppm~1ppm之间的需求。VCXO只适合于稳定度要求在5ppm以下的产品。在不需要即开即用的环境下,如果需要信号稳定度超过0.1ppm的,可选用OCXO。
        具相关专业机构调查,中国电子市场对压电石英晶振的需求是越来越大了,从而使晶体行业达到膨胀式的发展,尤其是近几年时间国内的晶体厂家不断更新研发,从而导致一些很基本的电子元件慢慢的被淘汰掉了,就拿我们晶振行业来说像32.768KHZ系列的音叉型表晶,慢慢的就被音叉贴片式替代了,已经成为小型化的走向,而且现在的产品越做越精致,要求也越来越高,普通型的晶体已经不能满足市场的需求,所以各大生产厂商已经向石英振荡器的方向发展,而振荡器里面的温补晶振已经成为了电子各大厂商的争夺对象。
       TCXO我们俗称温补晶振,是通过附加的温度补偿电路使由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。从而起到一个温度补偿的作用。比普通石英振荡器还要精确,比如说在北方天气寒冷,有些产品会因为天气的寒冷出现不良的现象,严重会导致整个产品瘫痪,所以就会用到TCXO晶振,这款晶振它会在天气温度变化中起到一个互相补助的作用,如果遇到气温低它会根据本身的补偿电路由周围温度变化产生出的振荡频率偏差,从而保护产品的稳定性。
为了能让广大新老客户更好的了解温补晶振性能,我们把温补晶振补偿原理做了个简单的测试。
       振荡器的频率温度特性主要由晶体谐振器的频率温度特性决定。常用的AT切晶体谐振器的频率温度特性为三次曲线,温补晶振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。
  变容二极管D两端所加电压(即补偿电压)由温补网络输出,温补网络随温度自动调节输出电压,变容二极管容量随之改变,以抵消谐振器频率随温度的变化,可使输出频率基本不变。
  温补网络补偿电压的测量多为人工手动完成。用小功率直流电压源代替温补网络,改变温度到目标点并保温,然后调节电压源输出,使振荡器输出达到中心频率,此时电压源输出即为该温度点的补偿电压;在各测试温度点重复以上操作,得到一组数据,即V-T曲线数据。这种手动测量方法效率低下,人力成本较高,而且手工记录测试数据,容易产生误差,难以实现精确快速的优质生产。
        目前温补晶振的技术水平的提高并没进入到极限,创新的内容和潜力仍较大。其中主要的有两点:一是小型化会使石英晶体振子的频率可变幅度变小,温度补偿更加困难;二是片式封装后在其接作业中,由于焊接温度远高于温补晶振的最大允许温度,会使晶体振子的频率发生变化,若不采限局部散热降温措施,难以将温补晶振的频率变化量控制在±0.5×10-6以下。
    晶振频率:
1[时域表征]⑴在规定条件下,晶振内部元件由于老化而引起的输出频率随时间的漂移。通常用某一时间间隔内的老化频差的相对值来量度(如日、月或年老化率等)。
⑵日稳定度(或称日波动):指晶振的输出频率在24小时内的变化情况。通常用其最大变化的相对值来表示。
2[频域表征]⑴单边相位噪声功率谱密度,晶振输出信号的频谱中,用偏离载频f Hz处每Hz带宽内单边相位噪声功率与信号功率之比的分贝(dB)量,可写作£(f)单位为dB/Hz。
  ⑵频谱纯度:是量度晶振内部噪声及杂散谱的尺度。通常用单边噪声功率谱密度来表示。
3、输出波形:有正弦波和方波两种。
4、输出幅度:在接入额定负载的规定条件下,晶振输出的均方根值电压。
5、频率温度特性:当环境温度在规定范围内按预定方式变化时,晶振的输出频率产生的相对变化特性
6、压控线性度:指压控晶振输出频率与压控电压曲线偏离线性的程度。