El TCXO és un oscil·lador de cristall de quars que redueix la quantitat de canvis en la freqüència d'oscil·lació a causa dels canvis de temperatura ambient a través d'un circuit addicional de compensació de temperatura.
1. Mètode de compensació de temperatura de TCXO
En el TCXO, hi ha dos tipus de mètodes de compensació directes i indirectes per compensar la freqüència derivada de l'oscil·lador de cristall de quars:
(1) Compensació directa
El tipus de compensació directa TCXO és un circuit de compensació de temperatura compost per un termistor i un element RC, que es forma en sèrie amb un oscil·lador de cristall de quars en un oscil·lador. Quan la temperatura canvia, la resistència del termistor i la capacitat del condensador de la sèrie equivalents de cristall canvien en conseqüència, de manera que es canvia o es redueix la freqüència de la freqüència d'oscil·lació. El circuit de compensació té un circuit senzill i un baix cost, i estalvia la mida i l'espai d'una placa de circuit imprès (PCB), i és apta per a aplicacions petites i de baix voltatge i petites aplicacions. No obstant això, quan la precisió de l'oscil·lador de cristall és inferior a ± 1μm, el mètode de compensació directa no és adequat. (2) Tipus de compensació indirecta
La compensació indirecta es divideix en dos tipus: analògica i digital. La compensació de temperatura indirecta analògica utilitza un element de detecció de temperatura, com un termistor per formar un circuit de conversió de tensió de temperatura, i aplica la tensió a un díode de capacitancia variable connectat en sèrie amb un oscil·lador de cristall, i la capacitancia canvia en sèrie a través de l'oscil·lador de cristall. , compensar la deriva de freqüència no lineal de l'oscil·lador de cristall. Aquest mètode de compensació pot aconseguir una alta precisió de ± 0.5ppm, però està limitat en condicions de baixa tensió per sota de 3V. La compensació de temperatura indirecta digital és un convertidor analògic a digital (A / D) seguit d'un circuit de conversió de temperatura a voltatge en un circuit de compensació analògica per convertir quantitats analògiques en quantitats digitals. Aquest mètode permet obtenir una compensació automàtica de temperatura, de manera que l'estabilitat de la freqüència d'oscil·lador de cristall és molt alta, però el circuit de compensació específic és més complex, el cost és més alt, només per a estacions base i estacions de ràdio i altres requisits de condicions d'alta precisió.
2. Estat de desenvolupament de TCXO
TCXO ha aconseguit un gran progrés en els últims deu anys, entre els quals Japó lidera i domina la investigació, desenvolupament i producció de precisió TCXO. A la fi de la dècada de 1970, el volum de TCXO utilitzat en telèfons automotrius va arribar a més de 20 angstroms, els productes principals dels TCXO es van reduir a 0,4, i la mida dels dispositius TCXO ultra compactes va ser només de 0,27. En 30 anys, el volum de TCXO s'ha reduït 50 vegades o fins i tot 100 vegades. El gruix de la superfície TCXO produïda per la companyia de ceràmica japonesa que utilitza el mètode de soldadura de reflux es redueix de 4mm a 2mm, i l'amplitud d'oscil·lació nominal pot arribar al 90% després de 4ms d'inici d'oscil·lació. El rang de freqüències de TCXO produït pel Grup KSS és de 2 a 80 MHz, i l'estabilitat quan la temperatura canvia de -10 ° C a 60 ° C és de ± 1ppm o ± 2ppm; la cobertura de freqüència del TCXO digital és de 0.2 a 90 MHz, i l'estabilitat de freqüència és de ± 0.1 ppm (-30 ° C ~ + 85 ° C). TCO-935/937 Tipus de xip TCXO compensat per temperatura directa produït per Tozawa Telecommunications Co., Ltd. de Japó, característiques de freqüència i temperatura (freqüència local de 15,36 MHz) de ± 1 ppm / -20 a + 70 ° C, a una font d'alimentació tensió de 5V ± 5% La característica de tensió de freqüència és de ± 0.3ppm, la forma d'ona sinusoïdal de sortida (amplitud 1VPP), la pèrdua actual és inferior a 2 mA, i el pes només és 1g. El X3080 TCXO de PiezoTechnology està disponible tant en paquets de muntatge superficial com en forma de forat, amb una ona sinusoïdal o sortida lògica, i aconsegueix una precisió de ± 0.25 a ± 1ppm per sobre del rang de -55 ° C a 85 ° C. El nivell de productes nacionals també és elevat, com ara Beijing Ruihua Xin Technology Development Co., Ltd. va llançar TCXO (32 ~ 40 MHz) de precisió millor que ± 1 ppm a temperatura ambient, la freqüència de la taxa d'envelliment del primer any de ± 1 ppm, freqüència (ajust mecànic) ≥ ± 3ppm, consum d'energia ≤120mw. Dispositius d'alta estabilitat TCXO amb una precisió de ± 0.05ppm.
L'alta precisió, el baix consum d'energia i la miniaturització segueixen sent els temes de recerca de TCXO. En termes de miniaturització i tallat, es plantegen moltes dificultats, de les quals dues principals són: Primer, la miniaturització farà que l'amplitud de la freqüència variable de l'oscil·lador de cristall de quars sigui més petita, i la compensació de temperatura serà més difícil; segon, després del paquet de xip A l'operació de soldadura de reflux, ja que la temperatura de soldadura és molt superior a la temperatura màxima admissible del TCXO, la freqüència de l'oscil·lador de cristall canvia i, si no s'adopten les mesures de dissipació de calor i de refrigeració localitzades, difícil de controlar la variació de freqüència de la TCXO a ± 0.5 × 10- 6 següents. No obstant això, la millora del nivell tècnic de TCXO no ha arribat al límit, i el contingut i el potencial d'innovació són encara grans.
3. Aplicació de TCXO
El TCXO serveix com a oscil·lador de referència per proporcionar la referència de freqüència del canal de transmissió i també serveix com a oscil·lador local de primer nivell per al canal de recepció; l'altre TCXO serveix com a oscil·lador local de segona etapa i introdueix el senyal d'oscil·lació al segon inversor. El telèfon mòbil requereix una estabilitat de freqüència de 0,1 a 2,5 ppm (-30 a + 75 ° C), però per consideracions de cost, l'especificació típica és d'1,5 a 2,5 ppm. Un dels productes representatius TCXO de 12 a 20 MHz per a telèfons mòbils és el VC-TCXO-201C1, que utilitza un mètode de compensació directa. L'aspecte es mostra a la figura 2 (b) i és produït per la companyia japonesa KSS.
L'empresa s'especialitza en vendre diversos tipus d' oscil·ladors i dóna la benvinguda als clients que necessiten consultar i comprar.
Correu electrònic: info@sumerlab.com
Web: sumerinstrument.com