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温补晶振的设计与选型


时间: 2013-05-22 14:05  
温补晶振(TCXO)是通过附加的温度补偿电路来实现因周围环境温度的变化而保持输出频率的稳定。温补晶振的温度补偿电路有两种方式;一种是直接温度补偿电路,它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,但频率稳定性不是非常的理想。常用于要求不高的低压小电流的应用。当要求晶体振荡器精度小于±1pmm时,直接温度补偿方式是不适宜的。另一种是间接温度补偿电路。间接温度补偿电路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到电压变换电路之后再加一级模/数变换器(ADC),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,只适用于雷达,GPS,医疗电子,计算机网络,移动通信和无线广播系统要求高精度化的应用。
 
 
    对于产品设计选型温补晶振来说,它的选型要求是非常严格的。通常,在选择温补晶振时,必须注意以下参数:
 
1         频率 (MHz)

2         输出波形 (CMOS / SINE / TTL / LVDS)

3         输出电平及负载

4         信号上升沿和下降沿 (ns)

5         信号周期 (%)

6         工作电压 (VDC)

7         工作电流 (mA)

8         频率误差at 25℃ (±ppm)

9         工作温度范围 (℃)

10     频率稳定度 (ppm)

11     老化率 (Per Year)

12     相噪 (dBc)

13     输出控制使能选项 (Yes/No)             

14     封装

    在现实产品应用当中,根据使用环境,我们可以灵活的选择以上参数。比方说工作电压如果电路是采用电池供电,工作电流是一个很重要的参数。如果是采用电源匹配器供电,这个参数就显得不重要了。再说工作温度范围,工作温度与频率稳定度息息相关,一般来说,温度范围越宽,则频率稳定度越难做。也就是说两个频率稳定度相同的温补晶振,其中温度范围要求低的要比要求高的好做的多,有时候甚至没法设计定做。那只好选用恒温晶振了。因此,根据产品的实际工作环境温度选择合理的工作温度范围。

咨询热线 18938672181 贺荣 



 

 
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