TCXO är en kvartskristalloscillator som reducerar mängden förändring i oscillationsfrekvensen beroende på omgivningstemperaturförändringar genom en ytterligare temperaturkompenseringskrets.
1. Temperaturkompensationsmetod för TCXO
I TCXO finns två typer av direkta och indirekta kompensationsmetoder för kompensationsfrekvensdrift av kvartskristalloscillatorn:
(1) Direkt ersättning
Den direkta kompensationstypen TCXO är en temperaturkompensationskrets bestående av en termistor och ett RC-element, som bildas i serie med en kvartskristalloscillator i en oscillator. När temperaturen ändras ändras termistorens resistans och kapacitansen hos den kristallekvivalenta seriekondensatorn i enlighet därmed, därigenom avbryts eller reduceras temperaturdriften hos oscillationsfrekvensen. Kompensationskretsen har en enkel krets och en låg kostnad, och sparar storleken och utrymmet på ett kretskort (PCB), och är lämpligt för små och lågspännings- och småströmstillämpningar. När kristalloscillatorns noggrannhet är mindre än ± 1μm är emellertid direktkompensationsmetoden inte lämplig. (2) Indirekt kompensationstyp
Indirekt ersättning är uppdelad i två typer: analog och digital. Analog indirekt temperaturkompensering använder ett temperaturavkänningselement såsom en termistor för att bilda en temperatur-spänningsomvandlingskrets och anbringar spänningen till en variabel kapacitansdiod ansluten i serie med en kristalloscillator och kapacitansen ändras i serie genom kristalloscillatorn. kompensera för kristalloscillatorns olinjära frekvensdrift. Denna kompensationsmetod kan uppnå en hög noggrannhet på ± 0,5 ppm, men är begränsad vid lågspänningsförhållanden under 3V. Digital indirekt temperaturkompensation är en analog-till-digital (A / D) -omvandlare följt av en omvandlingskrets för omvandling av temperatur till spänning i en analog kompenseringskrets för att konvertera analoga kvantiteter till digitala kvantiteter. Denna metod kan uppnå automatisk temperaturkompensation, så att kristalloscillatorns frekvens är mycket hög, men den specifika kompensationskretsen är mer komplex, kostnaden är högre, endast för basstationer och radiostationer och andra krav med hög precisionsförhållanden.
2. TCXO utvecklingsstatus
TCXO har gjort stora framsteg under de senaste tio åren, bland annat som Japan är ledande och dominerande inom forskning, utveckling och produktion av precision TCXO. I slutet av 1970-talet nådde volymen TCXOs som användes i biltelefoner mer än 20 ångström, TCXO: s huvudprodukter sjönk till 0,4, och storleken på ultrakompakta TCXO-enheter var bara 0,27?. På 30 år har volymen TCXO krympt med 50 gånger eller till och med 100 gånger. Tjockleken på ytmonteringen TCXO som tillverkats av det japanska keramikföretaget med hjälp av reflowlödningsmetoden reduceras från 4 mm till 2 mm och den nominella svängningsamplituden kan nå 90% efter 4 ms oscillationsstart. TCXO-frekvensområdet som produceras av KSS-gruppen är 2 till 80 MHz och stabiliteten när temperaturen ändras från -10 ° C till 60 ° C är ± 1 ppm eller ± 2 ppm; frekvensomriktningen för den digitala TCXO är 0,2 till 90 MHz och frekvensstabiliteten Det är ± 0,1 ppm (-30 ° C ~ 85 ° C). TCO-935/937 Direkt Temperaturkompenserad TCXO Chip Typ av Tozawa Telecommunications Co., Japan, Japan, frekvens och temperaturegenskaper (spotfrekvens 15.36MHz) ± 1ppm / -20 till + 70 ° C vid strömförsörjning spänning på 5V ± 5% Frekvensspänningsegenskapen är ± 0.3ppm, utgångssignalvågformen (amplitud 1VPP), strömförlusten är mindre än 2mA och vikten är endast 1g. PiezoTechnologies X3080 TCXO finns i både ytmonterade och genomgående hålpaket med sinusvåg eller logisk utgång och kan uppnå ± 0,25 till ± 1ppm noggrannhet över -55 ° C till 85 ° C. Nivån på hushållsprodukter är också hög, såsom Beijing Ruihua Xin Technology Development Co, Ltd lanserade TCXO (32 ~ 40MHz) noggrannhet bättre än ± 1 ppm vid rumstemperatur, frekvensen för det första årets åldringsgrad på ± 1 ppm, frekvens (mekanisk) finjustering ≥ ± 3 ppm, strömförbrukning ≤120mw. TCXO-enheter med hög stabilitet med en noggrannhet på ± 0,05 ppm.
Hög precision, låg strömförbrukning och miniatyrisering är fortfarande forskningsämnena för TCXO. När det gäller miniatyrisering och skivning står många svårigheter inför, varav två huvudsakliga är: För det första kommer miniatyriseringen att göra den frekvensvariativa amplituden för kvartskristalloscillatorn mindre och temperaturkompensation blir svårare; andra, efter-chip-paketet I återlödeslödningsoperationen, eftersom lödningstemperaturen är mycket högre än den maximala tillåtna temperaturen hos TCXO, ändras kristalloscillatorns frekvens och om de lokaliserade värmeavlednings- och kylningsåtgärderna inte antas är det svår att kontrollera frekvensvariationen av TCXO vid ± 0,5 × 10-6 efterföljande. Förbättringen av TCXO: s tekniska nivå har dock inte nått gränsen, och innehållet och potentialen för innovation är fortfarande stor.
3. Tillämpning av TCXO
TCXO tjänar som referensoscillatorn för att tillhandahålla frekvensreferensen för överföringskanalen och tjänar även som lokalströms-oscillatorn för mottagningskanalen; den andra TCXO tjänar som andra stegs lokaloscillator och matar in sin oscillationssignal till den andra inverteraren. Mobiltelefonen kräver en frekvensstabilitet på 0,1 till 2,5 ppm (-30 till + 75 ° C), men för kostnadsöverväganden är den typiska specifikationen 1,5 till 2,5 ppm. En av de 12 till 20 MHz TCXO-representativa produkterna för mobiltelefoner är VC-TCXO-201C1, som använder en direktkompensationsmetod. Utseendet visas i figur 2 (b) och produceras av det japanska företaget KSS.
Företaget är specialiserat på att sälja olika typer av oscillatorer och välkomnar kunder som behöver konsultera och köpa.
E-post: info@sumerlab.com
Web: sumerinstrument.com