TCXO温补晶振的结构原理与作用

TCXO温补晶振的结构原理与作用

中文全称:高精度温补晶体振荡器
中文简称:温补晶振
英文全称:Temperature Compensate X’tal (crystal) Oscillator
英文简称:TCXO

温度补偿晶体振荡器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。

TCXO温补晶振的结构原理与作用

谈及温补晶振的作用,我们首先要知道晶振的作用是什么。单片机可以看成是在时钟驱动下的时序逻辑电路,而其所需要的时钟信号就是由晶振振动所产生,可以说晶振让单片机时刻拥有脉动,它是单片机的心脏,控制着电子设备的整个工作节奏与逻辑。

晶振内置的核心部件是石英晶片。石英晶体本身的特性之一是温漂。即:在强烈热冲击(快速加温或降温)的情况下,晶振频率会发生频率漂移现象,严重时会导致晶振直接不起振。那么,如果是在野外温度大幅度骤变环境,对晶振在频率稳定性及精度方面有极高要求的电子设备该怎么办?

在民用级别的应用中,一般石英晶体振荡器(OSC)就可以满足需求。石英晶体振荡器在现代电子技术领域应用非常广泛,它的身影几乎无处不存。

但是,工业级及军工级电子设备对晶振频率的抗温度及电磁干扰方面提出了更严格的要求。

TCXO温补晶振的结构原理与作用

这里,我们推荐温补晶振(TCXO)。这款有源晶振是专门针对晶体的频率温度特性做了相应的补偿,频率精度TCXO可达到±0.5ppm。

温补晶振主要应用于高精度智能电子设备,如航空航天时钟系统、GPS导航设备、无线通讯设备等,确保在环境温差变化较大的环境里正常稳定输出芯片所需频率信号,提高设备正常工作的几率。温补晶振的工作原理是内部增加了一个“温度补偿电路”来削弱周围温度变化对晶振输出频率的干扰,以达到最大程度降低频率漂移的目的。

稳定性是温补晶振的主要参数和设计目标。对模拟补偿来说 ,稳定度的高低不但取决于电路性能的灵敏度、补偿精度及补偿效果 ,还取决于电路性能、石英晶体及变容二极管之间温度特性的良好匹配。为了提高性能,在设计制作温补晶振时,除了要合理设计石英晶体的切型、切角 ,严格控制晶片的加工工艺外 ,还要做好热敏电路的优化设计及精细制作结构合理、性能稳定的温补电路。

模拟补偿原理

简单来说,TCXO的补偿方法一般采用模拟补偿,利用热敏元件的V~T特性,借由电阻网络的电压自动调节功能来改变晶振的容性负载,从而达到稳定其输出频率的目的。

TCXO温补晶振的结构原理与作用

具体来讲是通过热敏电路自动控制电压的大小,随温度变化而变化的电压反向附加在作为晶体的负载电容变容二极管上。这种电压变化又通过变容二极管使晶体的负载电容随温度变化 ,负载电容的改变会造成晶体频率的改变,从而造成频率随温度变化,使振荡器的频率得到补偿 ,这就是补偿原理 。热敏电路和变容二极管共同作用下使晶体温度曲线发生改变,使其原来温度特性中的反S型曲线变化靠近理想中的直线状态。

总之,温补晶振具有高精度、高稳定性、抗干扰、低功耗等特点,在遇到环境大幅度变化的情况,它具备了根据本身的温度补偿电路来补偿由周围温度变化产生出的振荡频率偏差,从而为电子设备的正常工作提供了强有力的保障。

TCXO温补晶振的结构原理与作用

晶诺威科技产TCXO温补晶振常用频率10MHz、12.288MHz、16.367MHz、16.368MHz、16.369MHz、16.667MHz、19.2MHz、20MHz、25MHz、26MHz、30.72MHz、50MHz、52MHz、100MHz、125MHz、156.25MHz、200MHz、285MHz、485MHz等。

温补晶振常用封装尺寸
SMD1612、SMD2016、SMD2520、SMD3225、SMD5032、DIP8、DIP14

温补晶振精度
±0.1ppm、±0.2ppm、±0.5ppm、±1.0ppm、±2.0ppm、±2.5ppm

了解更多相关知识,请点击以下晶诺威科技官网相关文章:

电话:0755-23068369