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電路中溫補晶振的補償方法

來源:http://www.9x9kj.com 作者:帝國科技人事部 2014年06月21
  溫補晶振(英文名TCXO)是通過附加的溫度補償電路,使由周圍溫度變化產生的振蕩頻率變化量削減的恒溫晶振的一種石英晶體振蕩器。
  溫補晶振中,對石英晶體振子頻率溫度漂移的補償方法主要有直接補償和間接補償兩種。
  直接補償是由熱敏電阻和阻容元件組成的溫度補償電路,在振蕩器中與石英晶體振蕩子串聯而成的,在溫度變化時,熱敏電阻的阻值和晶體等效串聯電容容值相應變化,從而抵消或削減振蕩頻率的溫度漂移。該補償方式電路簡單,成本較低,節省印制電路板(PCB)尺寸和空間,適用于小型和低壓小電流場合。當要求晶體振蕩器精度小于±1pmm時,直接補償方式并不適宜。
  間接補償又分模擬式和數字式兩種類型
  1.模擬式間接溫度補償是利用熱敏電阻等溫度傳感元件組成溫度。電壓變換電路,并將該電壓施加到一支與晶體振子相串接的變容二極管上,通過晶體振子串聯電容的變化,對晶體振子的非線性頻率漂移進行補償。模擬式間接溫度補償方式能實現±0.5ppm的高精度,但在3V以下的低電壓情況下受到限制。
  2.數字化間接溫度補償是在模擬式補償電路中的溫度,電壓變換電路之后再加一級模數(A/D)變換器,將模擬量轉換成數字量。可實現自動溫度補償,使晶體振蕩器頻率穩定度非常高,但具體的補償電路比較復雜,成本也較高,只適用于基地站和廣播電臺等要求高精度化的情況。
  精度、低功耗和小型化,仍然是溫補晶振的研究話題。在這個研究話題上,仍然面臨著不少困難,具體表現在兩點上。
  1.小型化會使石英晶體振子的頻率可變幅度變小,溫度補償更加困難;
  2.片式封裝后在其回流焊接作業中,由于焊接溫度遠高于溫補晶振的最大允許溫度,會使晶體振子的頻率發生變化,若不采限局部散熱降溫措施,難以將溫補晶振的頻率變化量控制在±0.5×10-6以下。

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