TCXO温补振荡器发展与历史 温度补偿晶体振荡器(TCXO) TCXO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。 1TCXO的温度补偿方式 目前在TCXO中,对石英晶体振子频率温度漂移的补偿方法 主要有直接补偿和间接补偿两种类型: (1)直接补偿型 直接补偿型TCXO是由热敏电阻和阻容元件组成的温度补偿电路, 在振荡器中与石英晶体振子串联而成的。在温度变化时, 热敏电阻的阻值和晶体等效串联电容容值相应变化,从而抵消或削减振荡频率的温度漂移。 该补偿方式电路简单,成本较低,节省印制电路板(PCB)尺寸和空间,适用于小型和低压小电 流场合。但当要求晶体振荡器精度小于±1pmm时,直接补偿方式并不适宜 2)间接补偿型 间接补偿型又分模拟式和数字式两种类型。 模拟式间接温度补偿是利用热敏电阻等温度传感元件组成温度-电压变换电路, 并将该电压施加到一支与晶体振子相串接的变容二极管上, 通过晶体振子串联电容量的变化,对晶体振子的非线性频率漂移进行补偿。 该补偿方式能实现±0.5ppm的高精度,但在3V以下的低电压情况下受到限制。 数字化间接温度补偿是在模拟式补偿电路中的温度—电压变换电路之后再加一级模/数(A/D)变换器, 将模拟量转换成数字量。该法可实现自动温度补偿,使晶体振荡器频率稳定度非常高, 但具体的补偿电路比较复杂,成本也较高, 只适用于基地站和广播电台等要求高精度化的情况。 2.TCXO发展现状 TCXO在近十几年中得到长足发展, 其中在精密TCXO的研究开发与生产方面,日本居领先和主宰地位。 在70年代末汽车电话用TCXO的达20mm以上, 目前的主流产品降至0.4?,超小型化的TCXO器件体积仅为0.27%。在30年中, TCXO的体积缩小了50余倍乃至100倍。 日本京陶瓷公司采用回流焊接方法生产的表面贴装TCXO厚度由4mm降至2mm, 在振荡启动4ms后即可达到额定振荡幅度的90%。 金石(KSS)集团生产的TCXO频率范围为2~80MHz, 温度从-10℃到60℃变化时的稳定度为±1ppm或±2ppm; 数字式TCXO的频率覆盖范围为0.2~90MHz, 频率稳定度为±0.1ppm(-30℃~+85℃)。 高精度、低功耗和小型化,仍然是TCXO的研究课题。在小型化与片式化方面, 面临不少困难,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回流焊接作业中, 由于焊接温度远高于TCXO的最大允许温度,会使晶体振子的频率发生变化, |