TCXO este un oscilator cu cristale de cuarț care reduce cantitatea de schimbare a frecvenței de oscilație datorată modificărilor temperaturii ambiante printr-un circuit suplimentar de compensare a temperaturii.
1. Metoda de compensare a temperaturii TCXO
În TCXO, există două tipuri de metode de compensare directe și indirecte pentru compensarea driftului de frecvență al oscilatorului cu cristale de cuarț:
(1) Compensare directă
Tipul de compensare directă TCXO este un circuit de compensare a temperaturii compus dintr-un termistor și un element RC, care este format în serie cu un oscilator cu cristale de cuarț într-un oscilator. Atunci când temperatura se schimbă, rezistența termistorului și capacitatea condensatorului seriei echivalente de cristal se schimbă în mod corespunzător, anularea sau reducerea deviației de temperatură a frecvenței de oscilație. Circuitul de compensare are un circuit simplu și un cost redus și salvează dimensiunea și spațiul unei plăci de circuite imprimate (PCB) și este adecvată pentru aplicații de dimensiuni mici și joase și cu curent mic. Cu toate acestea, atunci când acuratețea oscilatorului de cristal este mai mică de ± 1μm, metoda compensării directe nu este adecvată. (2) Tip de compensare indirectă
Compensarea indirectă este împărțită în două tipuri: analogice și digitale. Analogic compensarea indirectă a temperaturii utilizează un element de detectare a temperaturii, cum ar fi un termistor, pentru a forma un circuit de conversie a temperaturii și a tensiunii și aplică tensiunea la o diodă de capacitate variabilă conectată în serie cu un oscilator de cristal, iar capacitatea se schimbă în serie prin intermediul oscilatorului de cristal. , compensează driftul de frecvență neliniar al oscilatorului de cristal. Această metodă de compensare poate atinge o precizie ridicată de ± 0,5ppm, dar este limitată în condiții de joasă tensiune sub 3V. Compensarea indirectă a temperaturii digitale este un convertor analog-digital (A / D) urmat de un circuit de conversie a temperaturii la tensiune într-un circuit de compensare analogic pentru a converti cantitățile analoage în cantități digitale. Această metodă poate obține o compensare automată a temperaturii, astfel încât stabilitatea frecvenței oscilatorului de cristal este foarte mare, dar circuitul de compensare specific este mai complex, costul este mai mare, numai pentru stațiile de bază și posturile de radio și alte cerințe de condiții de precizie ridicată.
2. Starea dezvoltării TCXO
TCXO a făcut progrese mari în ultimii zece ani, dintre care Japonia conduce și domină în cercetarea, dezvoltarea și producția TCXO de precizie. La sfârșitul anilor 1970, volumul TCXO utilizat în telefoanele auto a ajuns la mai mult de 20 angstromuri, produsele mainstream ale TCXOs au scăzut la 0,4, iar dimensiunile dispozitivelor ultracompact TCXO au fost de numai 0,27%. În 30 de ani, volumul TCXO a scăzut de 50 ori sau chiar de 100 de ori. Grosimea suportului de suprafață TCXO produsă de compania japoneză de ceramică utilizând metoda de lipire prin refulare este redusă de la 4mm la 2mm, iar amplitudinea de oscilație nominală poate ajunge la 90% după 4ms de la începutul oscilației. Intervalul de frecvență al TCXO produs de grupul KSS este de 2 până la 80 MHz, iar stabilitatea când temperatura variază de la -10 ° C la 60 ° C este ± 1ppm sau ± 2ppm; acoperirea de frecvență a TCXO digitală este de 0,2 până la 90MHz, iar stabilitatea la frecvență este ± 0,1ppm (-30 ° C ~ + 85 ° C). TCO-935/937 Tip TCXO cu compensare directă la temperatură produs de Tozawa Telecommunications Co., Ltd. din Japonia, caracteristici de frecvență și temperatură (frecvență spot 15.36MHz) de ± 1ppm / -20 până la +70 ° C, la o sursă de alimentare tensiunea de 5V ± 5% Caracteristica de frecventa-tensiune este ± 0.3ppm, forma de undă sinusoidală de ieșire (amplitudinea 1VPP), pierderea curentului este mai mică de 2mA, iar greutatea este de numai 1g. PiezoTechnology X3080 TCXO este disponibil atât în pachete de montare pe suprafață, cât și în gauri, cu o undă sinusoidală sau o ieșire logică și poate atinge o precizie de ± 0,25 până la ± 1 ppm în intervalul de la -55 ° C la 85 ° C. Nivelul de produse interne este de asemenea ridicat, cum ar fi Beijing Ruihua Xin Technology Development Co., Ltd. a lansat TCXO (32 ~ 40MHz) precizie mai bună de ± 1ppm la temperatura camerei, frecvența primei ani de îmbătrânire de ± 1ppm, frecvență (mecanică) reglaj fin ≥ ± 3ppm, consum de putere ≤120mw. Dispozitive TCXO de înaltă stabilitate cu o precizie de ± 0,05 ppm.
Înaltă precizie, consum redus de energie și miniaturizare sunt în continuare subiectele de cercetare ale TCXO. În ceea ce privește miniaturizarea și felierea, sunt întâmpinate multe dificultăți, dintre care două principale sunt: în primul rând, miniaturizarea va face ca amplitudinea variației frecvenței oscilatorului cu cristale de cuarț să fie mai mică, iar compensarea temperaturii va fi mai dificilă; în al doilea rând, după pachetul de cipuri În operația de lipire cu refulare, deoarece temperatura de lipire este mult mai mare decât temperatura maximă admisă a TCXO, frecvența oscilatorului de cristal se schimbă și dacă măsurile locale de disipare a căldurii și de răcire nu sunt adoptate, dificil de controlat variația frecvenței TCXO la ± 0,5 × 10-6 după. Cu toate acestea, îmbunătățirea nivelului tehnic al TCXO nu a atins limita, iar conținutul și potențialul pentru inovare sunt încă mari.
3. Aplicarea TCXO
TCXO servește ca oscilator de referință pentru a furniza referința de frecvență pentru canalul de transmisie și servește și ca oscilator local de primă etapă pentru canalul de recepție; celălalt TCXO servește ca un oscilator local secundar și introduce semnalul său de oscilație către cel de al doilea invertor. Telefonul mobil necesită o stabilitate a frecvenței de 0,1 până la 2,5 ppm (-30 până la + 75 ° C), dar pentru considerente de cost, specificația tipică este de 1,5 până la 2,5 ppm. Unul dintre produsele reprezentative TCXO de 12-20 MHz pentru telefoanele mobile este VC-TCXO-201C1, care utilizează o metodă de compensare directă. Aspectul este prezentat în figura 2 (b) și este produs de compania japoneză KSS.
Compania este specializată în vânzarea de diferite tipuri de oscilatoare și salută clienții care au nevoie să se consulte și să cumpere.
E-mail: info@sumerlab.com
Web: sumerinstrument.com