具有溫度補償功能的TCXO Oscillator是目前頻率控制元件市場上，比較常用的一種振蕩器類型了，這幾年隨著中國網(wǎng)絡(luò)和通信科技的崛起，溫補晶振成為智能手機，無線基站，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的主要電子配件。大部分人只知道溫補晶振擁有兩種溫度補償方式，分別是直接補償和間接補償，但金洛鑫電子今天要跟大家說的是，其實TCXO是有四種補償?shù)姆椒ǖ?，下面給各位例行講解一些TCXO的知識，以及4大溫度補償?shù)墓ぷ鬟\作方式。

TCXO溫補晶振簡介：
當需要標準無法達到的溫度穩(wěn)定性時，TCXO是必需的XO（晶體振蕩器）或VCXO（壓控晶體振蕩器）。溫度穩(wěn)定性是振蕩器頻率隨溫度變化的程度的量度以兩種方式定義。一種常見的方法是使用“加/減”規(guī)格（例如：±0.28ppm）與工作溫度范圍相對應(yīng)，參考溫度為25°C，溫度范圍通常為-40至85°C或-20°C到70°C）。該規(guī)范告訴我們，如果我們將25°C的頻率設(shè)為標稱值，那么設(shè)備頻率偏離或高于標稱頻率不超過0.28ppm。這是不同的指定溫度穩(wěn)定性的第二種方法，即使用峰峰值或僅加/減去沒有參考點的值。在第二種情況下，我們不能說我們知道上面或下面有多遠標稱頻率會發(fā)生變化-只是我們知道總的范圍是多少。通常設(shè)備是使用定義參考點的正負值指定。
圖1.是一個插圖的典型的溫度不同的穩(wěn)定性振蕩器類型，從50ppm不等對于標準VCXO高達0.2ppb性能OCXO。軸反轉(zhuǎn)這樣的情節(jié)朝這個方向發(fā)展增加溫度穩(wěn)定性。TCXO穩(wěn)定性范圍涵蓋了中間的情節(jié)VCXO晶振之間和OCXO晶振（在某些情況下重疊一些OCXO表現(xiàn)）。

圖1.各種振蕩器類型的溫度穩(wěn)定性范圍
TCXO對工程師很有用，因為它們可以在10到40倍之間的任何地方使用溫度穩(wěn)定性比標準VCXO具有相同的功耗和占用面積板。TCXO Oscillator彌合了標準XO或VCXO與OCXO之間的差距，這些差距更大需要更多動力才能運行。推動技術(shù)的目的是降低功耗降低成本，因此TCXO為功耗和成本敏感的應(yīng)用提供了良好的中端解決方案。
TCXO溫度穩(wěn)定性水平（從5ppm到50ppb）通常是必要的，因為振蕩器是在沒有外部頻率的系統(tǒng)中，可以在自由運行模式下獨立運行參考，或作為合成器的固定頻率參考，TCXO晶振在開環(huán)操作中驅(qū)動aDDS（直接數(shù)字合成）以及DDS而非TCXO被“鎖定”到外部參考的位置。
后一種情況（TCXO是開環(huán)，頻率在DDS設(shè)置）正變得越來越普遍，因為設(shè)計人員發(fā)現(xiàn)他們可以使用DDS解決方案實現(xiàn)更好的頻率分辨率通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)向TCXO。因為轉(zhuǎn)向是在DDS中完成的而不是振蕩器，設(shè)計師需要能夠?qū)︻l率如何做出某些假設(shè)固定參考值將隨溫度變化，以便他們可以規(guī)劃鎖相的設(shè)計循環(huán)相應(yīng)。由于靈活性，它們允許TCXO用于大量頻率控制應(yīng)用程序，但一個重要的領(lǐng)域是小型蜂窩基站（femto，micro和pico）被用作定時分配芯片的固定頻率源。
TCXO如何運作：
在非常基本的術(shù)語中，TCXO通過采用感應(yīng)溫度補償網(wǎng)絡(luò)來運行環(huán)境溫度并將晶振拉至其標稱值?；菊袷幤麟娐泛洼敵黾壟cVCXO中的預(yù)期相同。圖2是簡化的TCXO功能框圖。

這個想法是補償網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動拉網(wǎng)絡(luò)，然后調(diào)整頻率振蕩器。
圖3是發(fā)生了什么的概述-未補償?shù)木w頻率響應(yīng)溫度（紅色）就像一個三階多項式曲線如果你將石英晶體振蕩器非線性變成因此，補償網(wǎng)絡(luò)的目的是產(chǎn)生有效的鏡像電壓關(guān)于晶體曲線的溫度軸，以抵消溫度對溫度的影響水晶。補償電壓顯示為藍色，得到的頻率/溫度曲線以綠色顯示。

圖3.溫度補償
實現(xiàn)這一目標的方法隨著時間而改變。使用的第一種方法之一是直接補償技術(shù)，其中使用熱敏電阻，電容器和電阻器網(wǎng)絡(luò)來直接控制TCXO CRYSTAL的頻率。溫度的變化會導致熱敏電阻（圖4中的RT1和RT2）變化，這會導致網(wǎng)絡(luò)的等效串聯(lián)電容發(fā)生變化-這反過來會改變網(wǎng)絡(luò)晶體上的電容負載，導致振蕩器頻率的變化。

圖4.直接補償
在隨后的TCXO Oscillator開發(fā)中（圖5中所示的間接補償）熱敏電阻網(wǎng)絡(luò)（RT1至RT3）和電阻器（R1至R3）用于產(chǎn)生溫度相關(guān)的電壓。輸出電壓網(wǎng)絡(luò)被過濾，然后用于驅(qū)動變?nèi)荻O管，變換晶體上的負載，再次產(chǎn)生在頻率變化。

圖5間接補償
當前的方法將補償網(wǎng)絡(luò)和拉網(wǎng)絡(luò)集成到集成電路中（如圖6所示），補償網(wǎng)絡(luò)的作用由一組總和的運算放大器起作用一起產(chǎn)生溫度的3階或5階函數(shù)。與間接補償方法一樣該電壓用于驅(qū)動變?nèi)荻O管，進而改變Oscillator的輸出頻率。由于晶體特性的變化意味著沒有“一刀切”的功能，因此在此期間得出了解決方案TCXO的溫度測試。兩個電容器陣列用于在室溫下調(diào)節(jié)頻率到標稱值，然后在期間獲得溫度補償功能所需的設(shè)置測試并存儲在片上存儲器中。

圖6綜合補償
最后一種方法通常被稱為“數(shù)字控制模擬補償”，并且常見因為可以在a中提供的功能量，所以在小型TCXO設(shè)計中單ASIC。
溫補振蕩器產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計和測試量產(chǎn)，主要都集中在國外，大多數(shù)都是日本，美國，英國，德國，新西蘭，瑞士等地方的廠家，每年我國進口的TCXO Oscillator數(shù)量約5000萬顆以上。

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