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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。
1)标称频率:即振荡器上标明的频率。
2)工作温度范围:振荡器能正常工作。其频率及其他性能均不超过规定的允许偏差的温度范围。
3)频率准确度:按规定条件要求,在基准温度(23℃±2℃)下测试,晶体振荡器的频率相对于其规定标称值的最大允许偏差,即(f-f0)/f0。
4)频率-温度稳定度:按规定条件要求,在规定温度范围内晶体振荡器输出频率的最大变化量相对于温度范围内输出频率极值之和的允许频偏值,即±(fmax-fmin)/(fmax fmin)。
5)输出波形:按规定条件要求,振荡器输出波形类型为正弦波或方波。
6)频率老化:晶体振荡器输出频率随时间的变化,通常用某一时间间隔的频差来量度。如0至30天的总变化或1年内的预定总频率变化等。
7)相位噪声:短期稳定度的频域量度。用单边带谱中每1hz带宽的功率对载波功率的相位噪声之比表示。
温度补偿晶体振荡器根据补偿方式分可为两大类,一种是间接补偿晶体振荡器,即在压控晶体振荡器(vcxo)的前端加一温度补偿电阻网络,用补偿网络的输出电压来控制vcxo的控制端电压;另一种是直接补偿晶体振荡器(简称直补晶振),即直接在晶体振荡电路的振荡槽路加入具有温度敏感性的补偿阻容网络,达到补偿的目的。后者在电路中省去了vcxo,也无须对振荡电路进行稳压,因此在电路、功耗、体积以及批量生产等各个方面都具有一定的优势。
晶体振荡器又被称为有源晶振,主要分为以下几种类型:1.KHZ范围(音叉型Tuning fork)2.SPXO(基本型)3.TCXO(温补晶振)4.SAW-OSC(SAW振荡器)5.VCXO(压控晶振)...
一.普通晶振是一种没有温度控制和温度补偿装置的,频率温度特性基本上由所用石英晶体确定的振荡器。特点:直接反映所用石英晶体的性能;可工作频率范围通常为1KHz~250 MHz;频率稳定度为10-4~10...
区别如下:晶体谐振器是无源器件,不需要电源。晶体振荡器是有源器件,需要电源,且晶体振荡器的电路中最重要的元件就是晶体谐振器。将晶体谐振器加外部振荡电路、放大电路、滤波电路等等即为晶体振荡器。
温度补偿晶体振荡器又称温补晶振。英文简称为tcxo(temperature compensated crystal oscillator)是在一定的温度范围内通过一定的补偿方式(比如电容补偿、热敏电阻网络补偿等)而保持晶体振荡器的输出频率在一定的精度范围内(如10-7级、10-6 级)的晶体振荡器。它具有开机特性好、功耗低、频率-温度稳定性高等特点。广泛应用于各种通信、导航、雷达、卫星定位系统、移动通信、程控电话交换机、各类电子测量仪表中。
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。
温度补偿晶体振荡器应注意:
a)要求在防静电环境中安装产品(有ic电路的对此项作要求);
b)注意轻拿轻放,避免高位跌落或碰撞等引起的产品失效;
c)晶振所加电源电压幅值、允差、极性正确;
d)注意电源纹波(低相噪晶振建议采用低纹波线性电源);
e)输出负载要匹配;
f)产品应贮存在环境温度为-10℃~40℃、相对湿度不大于80%、周围环境无酸性、碱性及其他有害气体的库房中。2100433B
Leadis公司推出原位温度补偿LED控制器
2个新LED控制器,LDS9001和LDS9003具有正在申请专利的LED感应温度补偿引擎。这一创新性能允许在现场直接监测LED结温,无需外接温度传感器,从而在LED的整个工作温度范围优化LED
旋转变压器的温度补偿
本文介绍了测角传感器-旋转变压器的温度补偿实用方法
由于普通晶体振荡器受环境温度影响较大,恒温晶体振荡器的体积和功耗又比较大对于中等精度的要求,温度补偿晶体振荡器是一种可取的方案。这种振荡器的频率稳定度在10-6-10-3量级,开机却能工作。近几年来,温补技术发展很快,应用也日益广泛。
根据晶振的功能和实现技术的不同,压电晶体广泛用作晶体振荡器。
石英晶体振荡器分非温度补偿式晶体振荡器、温度补偿晶体振荡器(TCXO)、电压控制晶体振荡器(VCXO)、恒温控制式晶体振荡器(OCXO)和 数字化/μp补偿式晶体振荡器(DCXO/MCXO)等几种类型。
普通晶体振荡器(SPXO)。 这是一种简单的晶体振荡器,通常称为钟振,其工作原理为图3中去除"压控"、"温度补偿"和"AGC"部分,完全是由晶体的自由振荡完成。这类晶振主要应用于稳定度要求不高的场合。
压控晶体振荡器(VCXO)。 这是根据晶振是否带压控功能来分类,带压控输入引脚的一类晶振叫VCXO。
恒温晶体振荡器(以下简称OCXO)。 这类型晶振对温度稳定性的解决方案采用了恒温槽技术,将晶体置于恒温槽内,通过设置恒温工作点,使槽体保持恒温状态,在一定范围内不受外界温度影响,达到稳定输出频率的效果。这类晶振主要用于各种类型的通信设备,包括交换机、SDH传输设备、移动通信直放机、GPS接收机、电台、数字电视及军工设备等领域。根据用户需要,该类型晶振可以带压控引脚。
恒温晶体振荡器原理框图OCXO的主要优点是,由于采用了恒温槽技术,频率温度特性在所有类型晶振中是最好的,由于电路设计精密,其短稳和相位噪声都较好。主要缺点是功耗大、体积大,需要5分钟左右的加热时间才能正常工作等。
温度补偿晶体振荡器(以下简称TCXO)。 其对温度稳定性的解决方案采用了一些温度补偿手段,主要原理是通过感应环境温度,将温度信息做适当变换后控制晶振的输出频率,达到稳定输出频率的效果。传统的TCXO是采用模拟器件进行补偿,随着补偿技术的发展,很多数字化补偿大TCXO开始出现,这种数字化补偿的TCXO又叫DTCXO,用单片机进行补偿时我们称之为MCXO,由于采用了数字化技术,这一类型的晶振再温度特性上达到了很高的精度,并且能够适应更宽的工作温度范围,主要应用于军工领域和使用环境恶劣的场合。
压电晶体所能产生的稳定不变的振动正是无线电技术中控制频率所必须的,我们家中的彩色电视机等许多电器设备中都有用压电晶片制作的滤波器,保证了图像和声音的清晰度。你手上戴的石英电子表中有一个核心部件叫石英振子。就是这个关键部件保证了石英表比其他机械表更高的走时准确度。
装有压电晶体元件的仪器使技术人员研究蒸汽机、内燃机及各种化工设备中压力的变化成为现实。利用压电晶体甚至可以测量管道中流体的压力、大炮炮筒在发射炮弹时承受的压力以及炸弹爆炸时的瞬时压力等。
压电晶体还广泛应用于声音的再现、记录和传送。安装在麦克风上的压电晶片会把声音的振动转变为电流的变化。声波一碰到压电薄片,就会使薄片两端电极上产生电荷,其大小和符号随着声音的变化而变化。这种压电晶片上电荷的变化,再通过电子装置,可以变成无线电波传到遥远的地方。这些无线电波为收音机所接收,并通过安放在收音机喇叭上的压电晶体薄片的振动,又变成声音回荡在空中。是不是可以这样说,麦克风中的压电晶片能"听得见"声音,而扬声器上的压电晶体薄片则会"说话"或"唱歌"。
1. 内置高稳定度的32.768KHz 的DTCXO (数字温度补偿晶体振荡器)
2. 支持I2C 总线的高速模式(400K)
3. 定时报警功能(可设定:天,日期,小时,分钟)
4. 固定周期定时中断功能。
5. 时间更新中断功能。
6. 32.768KHz 频率输出(具有使能OE 功能)
7. 闰年自动调整功能。(2000 到2099)
8. 宽范围接口电压:2.2V 到 5.5V
9. 宽范围的时间保持电压:1.8V 到 5.5V
10. 低电流功耗:0.8uA/3V (Typ.)