溫補晶振是一款本身自帶溫度補償功能的石英晶體振蕩器,能提供給產(chǎn)品溫補補償功能,如我們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ姷目照{(diào),冰箱等,都使用到了溫補晶振,溫補晶振具備了低相位噪聲,低功耗等特點,同時它的精度可高達0.5PPM,是通過附加的溫度補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)于溫補晶振的了解有多少呢?
溫度補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,但必須解決幾個問題.當TCXO恢復到正常室溫時,長時間處于一個極端溫度下的溫補晶振可能會出現(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,尤其是當機械調(diào)諧裝置(微調(diào)電容器或電位計)移動時.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,因為它們通常在低于設(shè)計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)常沒有的其他幾個考慮事項:
如果熱敏電阻網(wǎng)絡(luò)不具有與石英晶振相同的熱時間常數(shù),當環(huán)境溫度變化時,TCXOs可能會表現(xiàn)出暫時的頻率漂移.調(diào)整機械調(diào)諧(以補償老化)可能會改變某些設(shè)計中的電調(diào)諧靈敏度,導致熱敏電阻網(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,預熱可能不會像預期的那樣快.相位噪聲可能不如烤箱設(shè)計,并且噪聲可能隨溫度變化.

在低功率應(yīng)用中,當預熱時間不可接受時,TCXOs優(yōu)于烘箱振蕩器.唯一的預熱時間是組件達到熱平衡所需的時間,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)計使用一到三個熱敏電阻來壓平晶體溫度頻率曲線.較新的設(shè)計采用數(shù)字邏輯或微處理器從存儲在存儲器中的值或系數(shù)中導出校正電壓.一些設(shè)計者要求非補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)計成使得貼片晶振具有長的熱時間常數(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.每一個振蕩器都有一個"曲線"數(shù)字,就像晶體分級一樣,外部微測量環(huán)境溫度計算特定曲線的校正電壓.該計算可以是查找表中各點之間的插值,或者是使用具有溫度和振蕩器"角度"的溫補晶振的三次方程作為輸入的計算.

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