組成TCXO振蕩器的5個核心元器件和元素
　　如今市場上最常見的振蕩器類型主要有SPXO,OCXO,VCXO,TCXO,VC-TCXO等,這是屬于石英分類的,硅晶的只有MEMS系列,但今天我們主要來重點講下溫補晶振,并為大家普及一些相關(guān)的基礎(chǔ)知識.我們都知道TCXO是具備溫度補償型網(wǎng)絡(luò)作用的,那么有沒有想過,一顆完整的TCXO晶振,是怎么組成嗎?我們對TCXO的功能和性能非常了解,但是它是如何制造,內(nèi)部是什么構(gòu)架都不清楚,今天就來為大家解開這個迷惑.
推出TCXO(溫度補償晶體振蕩器):
　　TCXO,溫補振蕩器(Xtal振蕩器)是一種晶體振蕩器,用于需要在很小的空間內(nèi)以合理的成本提供精密頻率源的晶體振蕩器.通過在石英晶體振蕩器模塊中應(yīng)用溫度補償,可以大大改善晶體的基本性能.考慮到它們的實用性,許多供應(yīng)商可以提供各種各樣的封裝和安裝座(表面,通孔).一些TCXO與許多用于通孔安裝的集成電路中使用的雙列直插格式兼容.
如何最小化溫度對石英晶體的影響?
　　盡管晶體振蕩器提供了高度穩(wěn)定的振蕩器形式,但它們?nèi)允軠囟扔绊?振蕩器內(nèi)部切割的晶體類型可以幫助最大程度地降低溫度的影響,但它們?nèi)詴艿揭欢ǔ潭鹊挠绊?對于稱為AT切割的晶體切割,可以在正常環(huán)境溫度附近將溫度隨溫度的漂移降至最低,但漂移速率將高于或低于此溫度.
石英晶體的典型頻率/溫度曲線:
　　溫度的影響在很大程度上可重復(fù)且可定義.因此,可以使用溫度補償晶體振蕩器TCXO補償許多影響.下表列出了典型或預(yù)期性能水平的典型比較:
[TCXO解決方案]
　　TCXO調(diào)整振蕩器的頻率,以補償由于溫度變化而發(fā)生的變化.為此,TCXO的主要元件是壓控晶體振蕩器(VCXO晶振).如下圖所示,該電路連接到檢測溫度并向振蕩器施加小的校正電壓的電路.

構(gòu)成整個溫度控制振蕩器的有5種不同的元器件:
1.補償網(wǎng)絡(luò)
　　補償網(wǎng)絡(luò)是整個系統(tǒng)運行的關(guān)鍵.上面顯示了振蕩器溫度頻率響應(yīng)的近似曲線.實際曲線可以近似地以三階多項式的形式表示,盡管更精確的表示考慮了一些非線性,并且計算出接近五階多項式.補償網(wǎng)絡(luò)需要感測溫度并產(chǎn)生與之相反的電壓.早期的設(shè)計將使用模擬電路,并且通常直接使用電容器,電阻器和熱敏電阻的網(wǎng)絡(luò)來直接控制振蕩頻率.這種類型的電路包括補償網(wǎng)絡(luò)圖上的方框和晶體頻率拉動方框.
　　TCXO溫度線性化的補償電壓:當(dāng)前,技術(shù)通常采用間接方法,其中在補償網(wǎng)絡(luò)中感測溫度,并產(chǎn)生電壓,該電壓提供與溫度曲線相反的頻率變化.這可以通過使用模擬組件來實現(xiàn),但是當(dāng)前的TCXO溫補振蕩器技術(shù)通常會結(jié)合某種形式的數(shù)字信號處理,以產(chǎn)生更準(zhǔn)確的響應(yīng),并可能通過使用特定振蕩器的響應(yīng)對ROM進(jìn)行編程來分別線性化單元.DSP電路通常包含在特殊的ASIC中,以使其能夠針對應(yīng)用進(jìn)行定制,而不會消耗太多電流.
2.振蕩器上拉電路
　　一旦產(chǎn)生電壓,就將其施加到可以拉低晶體振蕩器頻率的電路上.通常,它包含一個變?nèi)荻O管和一些低通濾波.
3.晶體振蕩器電路本身
　　所述晶體振蕩器電路通常是一個標(biāo)準(zhǔn)的電路,而是一個被設(shè)計成得到的操作條件用于與理想驅(qū)動水平等晶體.
4.穩(wěn)壓器
　　為了防止外部電壓變化引起不希望的頻率偏移,整個TCXO應(yīng)該安裝一個電壓調(diào)節(jié)器,該電壓調(diào)節(jié)器本身不應(yīng)引起不希望的溫度影響.
5.緩沖放大器
　　需要一個緩沖放大器來增加輸出驅(qū)動.它應(yīng)該為石英晶體振蕩器提供隔離,使其免受可能看到的任何外部負(fù)載變化的影響.
　　TCXO通常進(jìn)行外部調(diào)整,以使頻率能夠定期重置.這使得能夠消除晶體老化的影響.校準(zhǔn)調(diào)整之間的時間間隔取決于所需的精度,但通常可能為六個月或一年.如果需要非常高的精度,則可以使用更短的時間.
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