溫補(bǔ)晶振是一款本身自帶溫度補(bǔ)償功能的石英晶體振蕩器,能提供給產(chǎn)品溫補(bǔ)補(bǔ)償功能,如我們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ姷目照{(diào),冰箱等,都使用到了溫補(bǔ)晶振,溫補(bǔ)晶振具備了低相位噪聲,低功耗等特點(diǎn),同時(shí)它的精度可高達(dá)0.5PPM,是通過附加的溫度補(bǔ)償電路使由周圍溫度變化產(chǎn)生的振蕩頻率變化量削減的一種石英晶體振蕩器.關(guān)于溫補(bǔ)晶振的了解有多少呢?
溫度補(bǔ)償晶體振蕩器通常使用熱敏電阻網(wǎng)絡(luò)來產(chǎn)生校正電壓,該校正電壓降低了頻率隨溫度的變化.校正電壓通常被施加到晶體電路中的變?nèi)荻O管,使得晶體頻率可以少量變化.TCXO穩(wěn)定性可以接近0.1PPM,但必須解決幾個(gè)問題.當(dāng)TCXO恢復(fù)到正常室溫時(shí),長時(shí)間處于一個(gè)極端溫度下的溫補(bǔ)晶振可能會出現(xiàn)頻率偏移.通常,這種滯后或"回掃"誤差是暫時(shí)的,但看似永久的偏移是常見的.回掃誤差通常小于約0.1PPM,但可能更高,尤其是當(dāng)機(jī)械調(diào)諧裝置(微調(diào)電容器或電位計(jì))移動時(shí).這種滯后使得制造規(guī)格接近0.1PPM的TCXOs非常困難.恒溫振蕩器中發(fā)現(xiàn)的高精度晶振顯示出較少的回掃,但是它們不適合用于TCXOs,因?yàn)樗鼈兺ǔＴ诘陀谠O(shè)計(jì)烤箱溫度的溫度下顯示出活性下降,SC切割和高泛音類型不能被調(diào)諧到足以補(bǔ)償頻率偏移的量.
應(yīng)該記住數(shù)據(jù)表中經(jīng)常沒有的其他幾個(gè)考慮事項(xiàng):
如果熱敏電阻網(wǎng)絡(luò)不具有與石英晶振相同的熱時(shí)間常數(shù),當(dāng)環(huán)境溫度變化時(shí),TCXOs可能會表現(xiàn)出暫時(shí)的頻率漂移.調(diào)整機(jī)械調(diào)諧(以補(bǔ)償老化)可能會改變某些設(shè)計(jì)中的電調(diào)諧靈敏度,導(dǎo)致熱敏電阻網(wǎng)絡(luò)不正確或過度正確.如果內(nèi)部熱源緩慢加熱熱敏電阻網(wǎng)絡(luò)和晶體,預(yù)熱可能不會像預(yù)期的那樣快.相位噪聲可能不如烤箱設(shè)計(jì),并且噪聲可能隨溫度變化.

在低功率應(yīng)用中,當(dāng)預(yù)熱時(shí)間不可接受時(shí),TCXOs優(yōu)于烘箱振蕩器.唯一的預(yù)熱時(shí)間是組件達(dá)到熱平衡所需的時(shí)間,總電流消耗可能非常低——通常由輸出信號功率要求決定.
較舊的TCXO振蕩器設(shè)計(jì)使用一到三個(gè)熱敏電阻來壓平晶體溫度頻率曲線.較新的設(shè)計(jì)采用數(shù)字邏輯或微處理器從存儲在存儲器中的值或系數(shù)中導(dǎo)出校正電壓.一些設(shè)計(jì)者要求非補(bǔ)償振蕩器完全表征溫度,以便系統(tǒng)微處理器能夠提供所需的校正電壓.這些振蕩器被設(shè)計(jì)成使得貼片晶振具有長的熱時(shí)間常數(shù)以減少短期不穩(wěn)定性,并且電調(diào)諧被調(diào)整到特定的靈敏度.每一個(gè)振蕩器都有一個(gè)"曲線"數(shù)字,就像晶體分級一樣,外部微測量環(huán)境溫度計(jì)算特定曲線的校正電壓.該計(jì)算可以是查找表中各點(diǎn)之間的插值,或者是使用具有溫度和振蕩器"角度"的溫補(bǔ)晶振的三次方程作為輸入的計(jì)算.

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