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鮮少人知曉的幾個溫補晶振考慮事項

來源:http://www.jjahid.co 作者:康比電子 2019年02月19
    溫補晶振是一款本身自帶溫度補償功能的石英晶體振蕩器,能提供給產品溫補補償功能,如我們日常生活中常見的空調,冰箱等,都使用到了溫補晶振,溫補晶振具備了低相位噪聲,低功耗等特點,同時它的精度可高達0.5PPM,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一種石英晶體振蕩器.關于溫補晶振的了解有多少呢?
    溫度補償晶體振蕩器通常使用熱敏電阻網絡來產生校正電壓,該校正電壓降低了頻率隨溫度的變化.校正電壓通常被施加到晶體電路中的變容二極管,使得晶體頻率可以少量變化.TCXO穩定性可以接近0.1PPM,但必須解決幾個問題.當TCXO恢復到正常室溫時,長時間處于一個極端溫度下的溫補晶振可能會出現頻率偏移.通常,這種滯后或"回掃"誤差是暫時的,但看似永久的偏移是常見的.回掃誤差通常小于約0.1PPM,但可能更高,尤其是當機械調諧裝置(微調電容器或電位計)移動時.這種滯后使得制造規格接近0.1PPM的TCXOs非常困難.恒溫振蕩器中發現的高精度晶振顯示出較少的回掃,但是它們不適合用于TCXOs,因為它們通常在低于設計烤箱溫度的溫度下顯示出活性下降,SC切割和高泛音類型不能被調諧到足以補償頻率偏移的量.
應該記住數據表中經常沒有的其他幾個考慮事項:
    如果熱敏電阻網絡不具有與石英晶振相同的熱時間常數,當環境溫度變化時,TCXOs可能會表現出暫時的頻率漂移.調整機械調諧(以補償老化)可能會改變某些設計中的電調諧靈敏度,導致熱敏電阻網絡不正確或過度正確.如果內部熱源緩慢加熱熱敏電阻網絡和晶體,預熱可能不會像預期的那樣快.相位噪聲可能不如烤箱設計,并且噪聲可能隨溫度變化.
    在低功率應用中,當預熱時間不可接受時,TCXOs優于烘箱振蕩器.唯一的預熱時間是組件達到熱平衡所需的時間,總電流消耗可能非常低——通常由輸出信號功率要求決定.
    較舊的TCXO振蕩器設計使用一到三個熱敏電阻來壓平晶體溫度頻率曲線.較新的設計采用數字邏輯或微處理器從存儲在存儲器中的值或系數中導出校正電壓.一些設計者要求非補償振蕩器完全表征溫度,以便系統微處理器能夠提供所需的校正電壓.這些振蕩器被設計成使得貼片晶振具有長的熱時間常數以減少短期不穩定性,并且電調諧被調整到特定的靈敏度.每一個振蕩器都有一個"曲線"數字,就像晶體分級一樣,外部微測量環境溫度計算特定曲線的校正電壓.該計算可以是查找表中各點之間的插值,或者是使用具有溫度和振蕩器"角度"的溫補晶振的三次方程作為輸入的計算.

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