石英晶体振荡器的发展及其在无线系统中的应用

由于TCXO具有较高的频率稳定度，而且体积小，在小电流下能够快速启动，其应用领域重点扩展到移动通信系统。TCXO作为基准振荡器为发送信道提供频率基准，同时作为接收通道的第一级本机振荡器；另一只TCXO作为第2级本机振荡器，将其振荡信号输入到第2变频器。移动电话要求的频率稳定度为0.1～2.5ppm（－30～ 75℃），但出于成本上的考虑，通常选用的规格为1.5～2.5ppm。移动电话用12～20MHz的TCXO代表性产品之一是VC－TCXO－201C1，采用直接补偿方式。2100433B

TCXO在近十几年中得到长足发展，其中在精密TCXO的研究开发与生产方面，日本居领先和主宰地位。在70年代末汽车电话用TCXO的体积达20"_blank" href="/item/日本京瓷公司/2499009" data-lemmaid="2499009">日本京瓷公司采用回流焊接方法生产的表面贴装TCXO厚度由4mm降至2mm，在振荡启动4ms后即可达到额定振荡幅度的90%。金石（KSS）集团生产的TCXO频率范围为2～80MHz，温度从－10℃到60℃变化时的稳定度为±1ppm或±2ppm；数字式TCXO的频率覆盖范围为0.2～90MHz，频率稳定度为±0.1ppm（－30℃～ 85℃）。日本东泽通信机生产的TCO－935/937型片式直接温补型TCXO，频率温度特性（点频15.36MHz）为±1ppm/－20～ 70℃，在5V±5%的电源电压下的频率电压特性为±0.3ppm，输出正弦波波形（幅值为1VPP），电流损耗不足2mA，体积1"_blank" href="/item/石英晶体/9831014" data-lemmaid="9831014">石英晶体振子的频率可变幅度变小，温度补偿更加困难；二是片式封装后在其回流焊接作业中，由于焊接温度远高于TCXO的最大允许温度，会使晶体振子的频率发生变化，若不采限局部散热降温措施，难以将TCXO的频率变化量控制在±0.5×10－6以下。但是，TCXO的技术水平的提高并没进入到极限，创新的内容和潜力仍较大。

TCXO常见频点有以下几种：

10MHz 、12.8MHz 、13MHz、 14.4MHz、 14.7456MHz 、15.36MHz 、16MHz 、16.368MHz 、16.367667MHz、 16.369MHz、 16.8MHz 、18.432MHz 、19.2MHz 、 19.44MHz 、19.68MHz、 19.8MHz 、20MHz 、 21.250MHZ、 24.5535MHZ 、 26MHZ 、 30MHz、 32MHz、 38.4MHz、

尺寸有: 5.0*3.2mm 3.2*2.5mm 2.5*2mm

电压在：3.3V 3V 2.8V 1.8V

精度为：0.5PPM 2.5PPM

其中比较常用的是19.2M的VC-TCXO DSA321SCA 19.2M 2ppm 2.8V常用于手机。

在TCXO中，对石英晶体振子频率温度漂移的补偿方法主要有两种。

TCXO直接补偿型

直接补偿型TCXO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，节省印制电路板（PCB）尺寸和空间，适用于小型和低压小电流场合。但当要求晶体振荡器精度小于±1ppm时，直接补偿方式并不适宜。

TCXO间接补偿型

间接补偿型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—电压变换电路之后再加一级模/数（A/D）变换器，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，只适用于基地站和广播电台等要求高精度化的情况。

TCXO在近十几年中得到长足发展，其中在精密TCXO的研究开发与生产方面，日本居领先和主宰地位。在70年代末汽车电话用TCXO的体积达20以上，目前的主流产品降至0.4，超小型化的TCXO器件体积仅为0.27。在30年中，TCXO的体积缩小了50余倍乃至100倍。日本京陶瓷公司采用回流焊接方法生产的表面贴装TCXO厚度由4mm降至2mm，在振荡启动4ms后即可达到额定振荡幅度的90%。金石（KSS）集团生产的TCXO频率范围为2～80MHz，温度从－10℃到60℃变化时的稳定度为±1ppm或±2ppm；数字式TCXO的频率覆盖范围为0.2～90MHz，频率稳定度为±0.1ppm（－30℃～ 85℃）。日本东泽通信机生产的TCO－935/937型片式直接温补型TCXO，频率温度特性（点频15.36MHz）为±1ppm/－20～ 70℃，在5V±5%的电源电压下的频率电压特性为±0.3ppm，输出正弦波波形（幅值为1VPP），电流损耗不足2mA，体积1，重量仅为1g。PiezoTechnology生产的X3080型TCXO采用表面贴装和穿孔两种封装。

温度补偿晶体振荡器在近十几年中得到长足发展，其中在精密tcxo的研究开发与生产方面，日本居领先和主宰地位。在70年代末汽车电话用tcxo的体积达20 以上，主流产品降至0.4 ，超小型化的tcxo器件体积仅为0.27 。在30年中，tcxo的体积缩小了50余倍乃至100倍。日本京陶瓷公司采用回流焊接方法生产的表面贴装tcxo厚度由4mm降至2mm，在振荡启动4ms后即可达到额定振荡幅度的90%。金石（kss）集团生产的tcxo频率范围为2～80mhz，温度从－10℃到60℃变化时的稳定度为±1ppm或±2ppm；数字式tcxo的频率覆盖范围为0.2～90mhz，频率稳定度为±0.1ppm（－30℃～ 85℃）。日本东泽通信机生产的tco－935/937型片式直接温补型tcxo，频率温度特性（点频15.36mhz）为±1ppm/－20～ 70℃，在5v±5%的电源电压下的频率电压特性为±0.3ppm，输出正弦波波形（幅值为1vpp），电流损耗不足2ma，体积1 ，重量仅为1g。piezotechnology生产的x3080型tcxo采用表面贴装和穿孔两种封装，正弦波或逻辑输出，在－55℃～85℃范围内能达到±0.25～±1ppm的精度。国内的产品水平也较高，如北京瑞华欣科技开发有限公司推出的tcxo（32～40mhz）在室温下精度优于±1ppm，第一年的频率老化率为±1ppm，频率（机械）微调≥±3ppm，电源功耗≤120mw。高稳定度的tcxo器件，精度可达±0.05ppm。

高精度、低功耗和小型化，仍然是tcxo的研究课题。在小型化与片式化方面，面临不少困难，其中主要的有两点：一是小型化会使石英晶体振子的频率可变幅度变小，温度补偿更加困难；二是片式封装后在其回流焊接作业中，由于焊接温度远高于tcxo的最大允许温度，会使晶体振子的频率发生变化，若不采限局部散热降温措施，难以将tcxo的频率变化量控制在±0.5×10－6以下。但是，tcxo的技术水平的提高并没进入到极限，创新的内容和潜力仍较大。

石英晶体振荡器的发展及其在无线系统中的应用，由于tcxo具有较高的频率稳定度，而且体积小，在小电流下能够快速启动，其应用领域重点扩展到移动通信系统。tcxo作为基准振荡器为发送信道提供频率基准，同时作为接收通道的第一级本机振荡器；另一只tcxo作为第2级本机振荡器，将其振荡信号输入到第2变频器。移动电话要求的频率稳定度为0.1～2.5ppm（－30～ 75℃），但出于成本上的考虑，通常选用的规格为1.5～2.5ppm。移动电话用12～20mhz的tcxo代表性产品之一是vc－tcxo－201c1，采用直接补偿方式，，由日本金石（kss）公司生产。