TCXO er en kvartskrystaloscillator, der reducerer mængden af ændring i oscillationsfrekvensen som følge af omgivelsestemperaturændringer gennem et yderligere temperaturkompenseringskredsløb.
1. Temperatur kompensation metode af TCXO
I TCXO er der to typer direkte og indirekte kompensationsmetoder til kompenserende frekvensdrift af kvartskrystalloscillatoren:
(1) Direkte kompensation
Den direkte kompensationstype TCXO er et temperaturkompensationskredsløb bestående af en termistor og et RC-element, som er dannet i serie med en kvartskrystaloscillator i en oscillator. Når temperaturen ændrer sig, ændres termistorens modstand og kapacitansen af den krystal-ækvivalente seriekondensator tilsvarende, hvorved oscillationsfrekvensens temperaturdrift afbrydes eller reduceres. Kompensationskredsløbet har et simpelt kredsløb og en lav pris, og sparer størrelsen og rummet af et printkort (PCB) og passer til små og små spændings- og småstrøm applikationer. Men når krystaloscillatorens nøjagtighed er mindre end ± 1 μm, er den direkte kompensationsmetode ikke egnet. (2) Indirekte kompensationstype
Indirekte kompensation er opdelt i to typer: analog og digital. Analog indirekte temperaturkompensation anvender et temperaturfølerelement, såsom en termistor til dannelse af et temperaturspændingsomdannelseskredsløb og anvender spændingen til en variabel kapacitansdiode forbundet i serie med en krystaloscillator, og kapacitansen ændres i serie gennem krystaloscillatoren. , kompensere for den ikke-lineære frekvensdrift af krystaloscillatoren. Denne kompensationsmetode kan opnå en høj nøjagtighed på ± 0,5 ppm, men er begrænset under lavspændingsforhold under 3V. Digital indirekte temperaturkompensation er en analog-til-digital (A / D) konverter efterfulgt af et temperatur-til-spændingskredsløbskredsløb i et analogt kompensationskredsløb for at konvertere analoge mængder til digitale mængder. Denne metode kan opnå automatisk temperaturkompensation, så stabiliteten af krystaloscillatorfrekvensen er meget høj, men det specifikke kompensationskredsløb er mere komplekst, prisen er højere, kun for basestationer og radiostationer og andre krav med høj præcisionsbetingelser.
2. TCXO udviklingsstatus
TCXO har gjort store fremskridt de seneste ti år, blandt hvilke Japan er førende og dominerende inden for forskning, udvikling og produktion af præcision TCXO. I slutningen af 1970'erne nåede mængden af TCXO'er, der blev brugt i biltelefoner, mere end 20 angstrom, de vigtigste produkter fra TCXO'erne faldt til 0,4, og størrelsen af ultrakompakte TCXO-enheder var kun 0,27?. I løbet af 30 år er mængden af TCXO krympet med 50 gange eller endda 100 gange. Tykkelsen af overflademonteringen TCXO produceret af det japanske keramikfirma ved hjælp af reflow loddemetoden reduceres fra 4 mm til 2 mm, og den nominelle oscillationsamplitude kan nå 90% efter 4 ms oscillationsstart. Frekvensområdet for TCXO produceret af KSS-gruppen er 2 til 80 MHz, og stabiliteten når temperaturen ændres fra -10 ° C til 60 ° C er ± 1 ppm eller ± 2 ppm; frekvensdækningen af den digitale TCXO er 0,2 til 90 MHz, og frekvensstabiliteten er ± 0,1 ppm (-30 ° C ~ 85 ° C). TCO-935/937 Chip Type Direct Temperature Compensated TCXO produceret af Tozawa Telecommunications Co., Ltd. of Japan, frekvens og temperaturegenskaber (spotfrekvens 15.36MHz) ± 1ppm / -20 til + 70 ° C ved en strømforsyning spænding på 5V ± 5% Frekvensspændingskarakteristikken er ± 0.3ppm, output sinusbølgeformen (amplitude 1VPP), det aktuelle tab er mindre end 2mA, og vægten er kun 1g. PiezoTechnology's X3080 TCXO fås i både overflademonterede og gennemgående hulpakker med en sinusbølge eller logisk udgang og kan opnå ± 0,25 til ± 1ppm nøjagtighed i området fra -55 ° C til 85 ° C. Niveauet af indenlandske produkter er også højt, såsom Beijing Ruihua Xin Technology Development Co, Ltd lancerede TCXO (32 ~ 40MHz) nøjagtighed bedre end ± 1 ppm ved stuetemperatur, hyppigheden af det første års ældningshastighed på ± 1 ppm, frekvens (mekanisk) finjustering ≥ ± 3 ppm, strømforbrug ≤120mw. TCXO-enheder med høj stabilitet med en nøjagtighed på ± 0,05 ppm.
Høj præcision, lavt strømforbrug og miniaturisering er stadig forskningstemaerne i TCXO. Med hensyn til miniaturisering og skæring er der mange vanskeligheder, hvoraf to vigtigste er: For det første vil miniaturisering gøre frekvensfrekvensen af kvarts-krystaloscillator mindre, og temperaturkompensation vil blive vanskeligere; Anden efter-chip-pakke I tilbageløbslodningen ændres frekvensen af krystaloscillatoren, da lodningstemperaturen er meget højere end den maksimalt tilladte temperatur for TCXO'en, og hvis de lokale varmeaflednings- og køleforanstaltninger ikke vedtages, er det vanskeligt at kontrollere frekvensvariationen af TCXO ved ± 0,5 × 10-6 efterfølgende. Imidlertid har forbedringen af det tekniske niveau for TCXO ikke nået grænsen, og indholdet og potentialet for innovation er stadig stort.
3. Anvendelse af TCXO
TCXO tjener som referenceoscillator til at tilvejebringe frekvensreferencen for transmissionskanalen og tjener også som den første trin lokale oscillator til modtagelseskanalen; den anden TCXO tjener som den anden trin lokale oscillator og indlæser dens oscillationssignal til den anden inverter. Mobiltelefonen kræver en frekvensstabilitet på 0,1 til 2,5 ppm (-30 til + 75 ° C), men for omkostningsovervejelser er den typiske specifikation 1,5 til 2,5 ppm. Et af de 12 til 20 MHz TCXO-repræsentative produkter til mobiltelefoner er VC-TCXO-201C1, som bruger en direkte kompensationsmetode. Udseendet er vist i figur 2 (b) og er produceret af det japanske firma KSS.
Virksomheden har specialiseret sig i at sælge forskellige slags oscillatorer og byder kunder velkommen, som har brug for at høre og købe.
E-mail: info@sumerlab.com
Web: sumerinstrument.com