溫補晶振的準確作用與發(fā)展
來源：http://www.fuleikeji.cn 作者：konuaer 2015年01月17
什么是溫補晶振？溫補晶振可以稱之為溫補晶體振蕩器也可以是石英晶體振蕩器，統(tǒng)稱為晶振，英文名為”TCXO‘，溫補晶振有溫度補償功能，能防止晶振頻率偏移，通常石英晶體振蕩器一般使用的溫度是在25度下達到最大精度。晶振溫度升高頻率就會增大，而溫度降低那么頻率就會減小。通常如果應(yīng)用在計時中，需要更高的精度，就需要進行溫度補償。比如您知道，如果增加匹配電容的容值，就能使振蕩頻率降低。一個溫補晶振，可以通過測量溫度，然后自動調(diào)整外部的匹配電容矩陣（改變接入的電容值）從而使頻率變得更準確和穩(wěn)定。溫度晶振由于具有較高的頻率穩(wěn)定度，作為一種高精度頻率源被廣泛地應(yīng)用于通訊系統(tǒng)、雷達導(dǎo)航系統(tǒng)、精密測控系統(tǒng)等。溫補晶振由石英晶體振蕩電路和溫度補償網(wǎng)絡(luò)兩部分組成。其中，溫度補償網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化設(shè)計對于改善溫補晶體振蕩器的溫頻特性，提高振蕩器的頻率精度具有重要意義。
溫補晶振內(nèi)部結(jié)構(gòu)可分為石英晶體振蕩回路和溫度補償網(wǎng)絡(luò)兩部分。石英晶體振蕩器的頻率溫度特性主要由晶體諧振器的頻率溫度特性決定。傳統(tǒng)的TCXO是通過采用模擬器件進行補償，即通過改變振蕩回路中的負載電容等模擬器件，使其隨溫度而變化來補償晶體諧振器由于環(huán)境溫度變化所產(chǎn)生的頻率漂移。這也叫模擬式溫度補償。隨著溫度補償技術(shù)的發(fā)展，很多采用數(shù)字化補償技術(shù)的TCXO逐漸開始出現(xiàn)，這種數(shù)字化補償?shù)臏匮a晶振又叫DTCXO；還有一種用單片機進行補償?shù)臏匮a晶振我們稱
之為MCXO。數(shù)字化補償技術(shù)可實現(xiàn)晶振自動溫度補償，使晶體振蕩器頻率穩(wěn)定度非常高。并且能夠適應(yīng)更寬的工作溫度范圍。但具體的補償電路比較復(fù)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。因此，通常我們使用的都是采用的模擬式間接溫度補償?shù)?strong>溫補晶振。
十年來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，溫補晶振取得了可喜的進步。目前晶振行業(yè)知名的晶振廠家絕大部分都有自主生產(chǎn)溫補晶振產(chǎn)品，其中株式會社大真空是溫補晶振產(chǎn)品做得最齊全的晶振企業(yè)之一，KDS生產(chǎn)的溫補晶振產(chǎn)品型號眾多，頻點齊全，廣泛應(yīng)用于如北斗定位系統(tǒng)、GPS衛(wèi)星導(dǎo)航儀、智能手機、RFID產(chǎn)品等多個領(lǐng)域。不同的產(chǎn)品所采用的頻率不盡相同，北斗定位用高精度溫補晶振所采用的頻率主要為10MHz和16.32MHz；GPS衛(wèi)星導(dǎo)航儀用高精度溫補晶振則為16.368MHz、16.369MHz、16.367667MHz和26MHz等頻率；而智能手機上主要用到的溫補晶振頻率為19.2MHz和26MHz；RFID產(chǎn)品上用的溫補晶振頻率是20MHz、24MHz和25MHz等。隨著晶振向小型化趨勢不斷發(fā)展，溫補晶振的尺寸也越來越小，相同頻率的溫補晶振在晶振的體積上也有多個選擇。然而，雖然各大溫補晶振市場廠家均已實現(xiàn)2520、2016體積的小體積TCXO產(chǎn)品。但是，晶振的體積越小價格越高，而目前市場上需要用到這種小尺寸溫補晶振的產(chǎn)品很少。因此，目前市場上用的比較多的還是3225體積的溫補晶振。
科技的發(fā)展可以改變一切，在未來不管是溫補晶振還是其它貼片晶振的發(fā)展方向是越來越小型化，薄型化，高精度和高穩(wěn)定度方向不斷發(fā)展，實現(xiàn)晶振的低噪聲、高頻化以及低功耗。近年來，國內(nèi)的溫補晶振產(chǎn)品水平得到了很大的提高，實現(xiàn)了在室溫下精度優(yōu)于±1ppm，第一年的頻率老化率為±1ppm，頻率（機械）微調(diào)≥±3ppm，電源功耗≤120mw。最高精度可達±0.05ppm。由此可見，溫補振蕩器的技術(shù)水平還有很大的提升空間，創(chuàng)新的內(nèi)容和潛力還很大。然而，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展不能一蹴而就，它將伴隨整個電子行業(yè)的發(fā)展一同前進。
溫補晶振內(nèi)部結(jié)構(gòu)可分為石英晶體振蕩回路和溫度補償網(wǎng)絡(luò)兩部分。石英晶體振蕩器的頻率溫度特性主要由晶體諧振器的頻率溫度特性決定。傳統(tǒng)的TCXO是通過采用模擬器件進行補償，即通過改變振蕩回路中的負載電容等模擬器件，使其隨溫度而變化來補償晶體諧振器由于環(huán)境溫度變化所產(chǎn)生的頻率漂移。這也叫模擬式溫度補償。隨著溫度補償技術(shù)的發(fā)展，很多采用數(shù)字化補償技術(shù)的TCXO逐漸開始出現(xiàn)，這種數(shù)字化補償?shù)臏匮a晶振又叫DTCXO；還有一種用單片機進行補償?shù)臏匮a晶振我們稱
之為MCXO。數(shù)字化補償技術(shù)可實現(xiàn)晶振自動溫度補償，使晶體振蕩器頻率穩(wěn)定度非常高。并且能夠適應(yīng)更寬的工作溫度范圍。但具體的補償電路比較復(fù)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。因此，通常我們使用的都是采用的模擬式間接溫度補償?shù)?strong>溫補晶振。十年來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，溫補晶振取得了可喜的進步。目前晶振行業(yè)知名的晶振廠家絕大部分都有自主生產(chǎn)溫補晶振產(chǎn)品，其中株式會社大真空是溫補晶振產(chǎn)品做得最齊全的晶振企業(yè)之一，KDS生產(chǎn)的溫補晶振產(chǎn)品型號眾多，頻點齊全，廣泛應(yīng)用于如北斗定位系統(tǒng)、GPS衛(wèi)星導(dǎo)航儀、智能手機、RFID產(chǎn)品等多個領(lǐng)域。不同的產(chǎn)品所采用的頻率不盡相同，北斗定位用高精度溫補晶振所采用的頻率主要為10MHz和16.32MHz；GPS衛(wèi)星導(dǎo)航儀用高精度溫補晶振則為16.368MHz、16.369MHz、16.367667MHz和26MHz等頻率；而智能手機上主要用到的溫補晶振頻率為19.2MHz和26MHz；RFID產(chǎn)品上用的溫補晶振頻率是20MHz、24MHz和25MHz等。隨著晶振向小型化趨勢不斷發(fā)展，溫補晶振的尺寸也越來越小，相同頻率的溫補晶振在晶振的體積上也有多個選擇。然而，雖然各大溫補晶振市場廠家均已實現(xiàn)2520、2016體積的小體積TCXO產(chǎn)品。但是，晶振的體積越小價格越高，而目前市場上需要用到這種小尺寸溫補晶振的產(chǎn)品很少。因此，目前市場上用的比較多的還是3225體積的溫補晶振。
科技的發(fā)展可以改變一切，在未來不管是溫補晶振還是其它貼片晶振的發(fā)展方向是越來越小型化，薄型化，高精度和高穩(wěn)定度方向不斷發(fā)展，實現(xiàn)晶振的低噪聲、高頻化以及低功耗。近年來，國內(nèi)的溫補晶振產(chǎn)品水平得到了很大的提高，實現(xiàn)了在室溫下精度優(yōu)于±1ppm，第一年的頻率老化率為±1ppm，頻率（機械）微調(diào)≥±3ppm，電源功耗≤120mw。最高精度可達±0.05ppm。由此可見，溫補振蕩器的技術(shù)水平還有很大的提升空間，創(chuàng)新的內(nèi)容和潛力還很大。然而，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展不能一蹴而就，它將伴隨整個電子行業(yè)的發(fā)展一同前進。
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