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更多>>溫補晶振熱瞬態(tài)
來源：http://www.fengxong.cn 作者：康比電子 2019年01月11
真正的正弦波,正弦波和HCMOS/TTL兼容輸出;具備溫度補償功能的溫補晶體振蕩器可提供14引腳DIL鷗翼式SMD,11.4x9.6mmSMD,7050貼片晶振,5032貼片晶振,3225貼片晶振,2520貼片晶振和14引腳DIP封裝;在寬溫度范圍內(nèi)具有高頻率和緊密穩(wěn)定性.可以提供更好的產(chǎn)品性格,達到客戶的需求和滿意度.
石英晶體振蕩器的溫度特性很大程度上取決于所用晶體單元的溫度特性,這些晶體單元通常由AT切割石英坯料的三次曲線表示.溫度補償電路必須為每個單元定制,用于調(diào)節(jié)振蕩器,足以抵消未補償?shù)念l率隨溫度的變化.溫補晶振具有出色的溫度特性,快速預熱時間(通常為50至1000ms),低功耗(10至150mW),重量輕,結(jié)構(gòu)緊湊,并且成本僅為OCXO的一小部分.它非常適用于各種通信設(shè)備,如蜂窩電話,雙向無線電,無繩電話,微波通信設(shè)備和衛(wèi)星通信系統(tǒng),測量儀器以及許多其他應用.
使用標準補償技術(shù),可以在-40℃至+85℃的溫度范圍內(nèi)實現(xiàn)約±1ppm的分數(shù)穩(wěn)定性.在較窄的溫度范圍內(nèi)可以實現(xiàn)更好的穩(wěn)定性.除了最簡單的TCXO晶振之外,所有技術(shù)都采用的實際技術(shù)是基于與晶振串聯(lián)使用的變?nèi)荻O管,如下所示:
電壓的變化引起變?nèi)荻O管的電容變化,導致振蕩頻率的變化.熱敏電阻網(wǎng)絡(luò)適用于晶體,使電壓隨溫度變化,從而補償晶體的頻率與溫度特性.由于每個TCXO要求其補償網(wǎng)絡(luò)與其單個晶體匹配,因此TCXO的成本與頻率與溫度規(guī)格的難度密切相關(guān).
頻率-溫度滯后限制了TCXO的最終可達到的穩(wěn)定性.石英晶體諧振器是這種滯后的主要來源,可以最小化但不能消除.為了實現(xiàn)老化,大多數(shù)TCXO使用電壓控制功能(VCTCXO)在很小的頻率范圍內(nèi)進行調(diào)諧.典型的功能調(diào)諧范圍為±5ppm.
此外,應該注意TCXO的頻率與溫度特性不是線性的;因此,在0°C至+50°C范圍內(nèi),2x10-7總誤差將不會產(chǎn)生2x10-7÷50=4x10-9°C的梯度.石英晶振特性的擾動(活動下降)使得幾乎不可能在TCXO中保證每度的特殊穩(wěn)定性.
熱滯后
它是TCXO的一種度量,用于在多個溫度循環(huán)中重復頻率與溫度數(shù)據(jù).這里,在一個溫度下測量TCXO的頻率.改變溫度然后恢復到原始溫度并再次測量頻率.兩個頻率不一樣.兩個頻率之間的差異稱為”熱誘導滯后”.即使允許該單元在相同溫度下長時間穩(wěn)定,也會出現(xiàn)這種現(xiàn)象.對于良好的溫補晶振,該熱誘導滯后的值通常為±0.1ppm.
熱瞬態(tài)
當溫度變化的速率足夠高以使頻率不再適應在緩慢溫度變化下測量時產(chǎn)生的良好曲線時,發(fā)生熱瞬態(tài).可接受的溫度變化率約為每分鐘0.5℃.這種效應在很大程度上是由于晶體諧振器的瞬態(tài)響應,以及振蕩器內(nèi)諧振器和溫度傳感器件之間的分離.在OCXO中,它還可以取決于溫度控制器中使用的誤差放大器的穩(wěn)定性和增益.典型值小于±0.2ppm.
TCXO的測試和補償精度會受到熱瞬態(tài)效應的不利影響.隨著溫度的變化,熱瞬態(tài)效應會使靜態(tài)F對T特性失真,從而導致所謂的明顯滯后.溫度變化越快,熱瞬態(tài)效應對F對T性能的貢獻就越大.
老化
在具有中等溫度穩(wěn)定性的時鐘振蕩器中,老化通常沒什么影響.然而,在高溫穩(wěn)定的TCXO中,晶體老化成為振蕩器整體頻率誤差的重要因素.因此,TCXO在真空玻璃或冷焊接支架中采用特殊加工的晶體是很常見的.
休克
沖擊被定義為突然強大的打擊.TCXO的典型沖擊數(shù)為100g.
機械修剪和EFC(電子頻率控制)
機械調(diào)整允許通過內(nèi)部電位計(罐)調(diào)節(jié)頻率.通過密封或未密封的孔進入罐.
EFC(電子頻率控制)需要外部電路來調(diào)整頻率.外部電路通常由電位器或DAC組成.該電路的電源可通過客戶提供的外部電壓源或制造商提供的內(nèi)部參考電壓施加.
石英晶體振蕩器的溫度特性很大程度上取決于所用晶體單元的溫度特性,這些晶體單元通常由AT切割石英坯料的三次曲線表示.溫度補償電路必須為每個單元定制,用于調(diào)節(jié)振蕩器,足以抵消未補償?shù)念l率隨溫度的變化.溫補晶振具有出色的溫度特性,快速預熱時間(通常為50至1000ms),低功耗(10至150mW),重量輕,結(jié)構(gòu)緊湊,并且成本僅為OCXO的一小部分.它非常適用于各種通信設(shè)備,如蜂窩電話,雙向無線電,無繩電話,微波通信設(shè)備和衛(wèi)星通信系統(tǒng),測量儀器以及許多其他應用.
TCXO補償示例
溫度穩(wěn)定性使用標準補償技術(shù),可以在-40℃至+85℃的溫度范圍內(nèi)實現(xiàn)約±1ppm的分數(shù)穩(wěn)定性.在較窄的溫度范圍內(nèi)可以實現(xiàn)更好的穩(wěn)定性.除了最簡單的TCXO晶振之外,所有技術(shù)都采用的實際技術(shù)是基于與晶振串聯(lián)使用的變?nèi)荻O管,如下所示:
頻率-溫度滯后限制了TCXO的最終可達到的穩(wěn)定性.石英晶體諧振器是這種滯后的主要來源,可以最小化但不能消除.為了實現(xiàn)老化,大多數(shù)TCXO使用電壓控制功能(VCTCXO)在很小的頻率范圍內(nèi)進行調(diào)諧.典型的功能調(diào)諧范圍為±5ppm.
此外,應該注意TCXO的頻率與溫度特性不是線性的;因此,在0°C至+50°C范圍內(nèi),2x10-7總誤差將不會產(chǎn)生2x10-7÷50=4x10-9°C的梯度.石英晶振特性的擾動(活動下降)使得幾乎不可能在TCXO中保證每度的特殊穩(wěn)定性.
熱滯后
它是TCXO的一種度量,用于在多個溫度循環(huán)中重復頻率與溫度數(shù)據(jù).這里,在一個溫度下測量TCXO的頻率.改變溫度然后恢復到原始溫度并再次測量頻率.兩個頻率不一樣.兩個頻率之間的差異稱為”熱誘導滯后”.即使允許該單元在相同溫度下長時間穩(wěn)定,也會出現(xiàn)這種現(xiàn)象.對于良好的溫補晶振,該熱誘導滯后的值通常為±0.1ppm.
熱瞬態(tài)
當溫度變化的速率足夠高以使頻率不再適應在緩慢溫度變化下測量時產(chǎn)生的良好曲線時,發(fā)生熱瞬態(tài).可接受的溫度變化率約為每分鐘0.5℃.這種效應在很大程度上是由于晶體諧振器的瞬態(tài)響應,以及振蕩器內(nèi)諧振器和溫度傳感器件之間的分離.在OCXO中,它還可以取決于溫度控制器中使用的誤差放大器的穩(wěn)定性和增益.典型值小于±0.2ppm.
TCXO的測試和補償精度會受到熱瞬態(tài)效應的不利影響.隨著溫度的變化,熱瞬態(tài)效應會使靜態(tài)F對T特性失真,從而導致所謂的明顯滯后.溫度變化越快,熱瞬態(tài)效應對F對T性能的貢獻就越大.
老化
在具有中等溫度穩(wěn)定性的時鐘振蕩器中,老化通常沒什么影響.然而,在高溫穩(wěn)定的TCXO中,晶體老化成為振蕩器整體頻率誤差的重要因素.因此,TCXO在真空玻璃或冷焊接支架中采用特殊加工的晶體是很常見的.
休克
沖擊被定義為突然強大的打擊.TCXO的典型沖擊數(shù)為100g.
機械修剪和EFC(電子頻率控制)
機械調(diào)整允許通過內(nèi)部電位計(罐)調(diào)節(jié)頻率.通過密封或未密封的孔進入罐.
EFC(電子頻率控制)需要外部電路來調(diào)整頻率.外部電路通常由電位器或DAC組成.該電路的電源可通過客戶提供的外部電壓源或制造商提供的內(nèi)部參考電壓施加.
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