TCXO je kvarcni kristalni oscilator koji smanjuje količinu promjene frekvencije oscilacije zbog promjena temperature okoliša kroz dodatni krug kompenzacije temperature.
1. Metoda kompenzacije temperature TCXO
U TCXO-u postoje dvije vrste izravnih i neizravnih kompenzacijskih metoda za kompenziranje frekvencijskog pomicanja kvarcnog kristalnog oscilatora:
(1) izravna naknada
Izravni kompenzacijski tip TCXO je krug kompenzacije temperature koji se sastoji od termistora i RC elementa, koji se oblikuje u nizu s kvarcnim oscilatorom u oscilatoru. Kada se temperatura mijenja, otpor termistora i kapacitivnost ekvivalentnog ekvivalenta serije kondenzatora se sukladno tome mijenjaju, čime se poništavaju ili smanjuju temperaturni pomak frekvencije oscilacije. Kompenzacijski krug ima jednostavan krug i nisku cijenu, štedi veličinu i prostor tiskane pločice (PCB) te je prikladan za aplikacije male i niske naponske i male struje. Međutim, kada je točnost kristalne oscilatora manja od ± 1 um, metoda izravne kompenzacije nije prikladna. (2) Vrsta indirektne naknade
Neizravna kompenzacija je podijeljena u dvije vrste: analogni i digitalni. Analogna indirektna kompenzacija temperature koristi element za mjerenje temperature kao što je termistor za stvaranje kruga pretvorbe temperature i napona i primjenjuje napon na varijabilnu kapacitivnu diodu povezanu u seriju s kristalnim oscilatorom, a kapacitet se mijenja u nizu kroz kristalni oscilator. , nadoknaditi nelinearnu frekvencijsku pomicanja kristalnog oscilatora. Ova metoda kompenzacije može postići visoku preciznost od ± 0,5ppm, ali je ograničena u uvjetima niskog napona ispod 3V. Kompenzacija digitalne indirektne temperature je analogno-digitalni (A / D) pretvarač, a zatim krug pretvorbe temperature-napona u analognom kompenzacijskom krugu za pretvaranje analognih veličina u digitalne veličine. Ova metoda može postići automatsku kompenzaciju temperature, tako da je stabilnost frekvencije kristalne oscilacije vrlo visoka, ali specifični kompenzacijski sklop je složeniji, trošak je veći, samo za bazne stanice i radio postaje i druge zahtjeve visoke preciznosti.
2. Status razvoja TCXO
TCXO je napravio veliki napredak u posljednjih deset godina, među kojima Japan vodi i dominira u istraživanju, razvoju i proizvodnji preciznih TCXO. Krajem 1970-ih, volumen TCXO-a korištenih u automobilskim telefonima dosegao je više od 20 angstrema, glavni proizvodi TCXO-a pali su na 0,4, a veličina ultra kompaktnih TCXO uređaja bila je samo 0,27?. U 30 godina volumen TCXO je smanjen za 50 puta ili čak 100 puta. Debljina površinskog nosača TCXO koju je proizvela japanska tvrtka keramike primjenom metode za lemljenje reflow smanjuje se od 4 mm do 2 mm, a amplituda nominalne oscilacije može doseći 90 posto nakon 4 ms oscilacijskog početka. Frekvencijski opseg TCXO kojeg proizvodi KSS skupina je 2 do 80 MHz, a stabilnost pri promjeni temperature od -10 ° C do 60 ° C iznosi ± 1 ppm ili ± 2 ppm; frekvencijska pokrivenost digitalnog TCXO je 0,2 do 90 MHz, a stabilnost frekvencije je ± 0,1 ppm (-30 ° C ~ + 85 ° C). TCO-935/937 Vrsta čipa Izravna temperaturno kompenzirana TCXO koju proizvodi Tozawa Telecommunications Co., Ltd. iz Japana, svojstva frekvencije i temperature (frekvencija točke 15,36MHz) od ± 1ppm / -20 do +70 ° C, na napajanje napon od 5V ± 5% Frekvencijsko-naponska karakteristika je ± 0,3ppm, izlazni sinusni valni val (amplituda 1VPP), strujni gubitak je manji od 2mA, a težina je samo 1g. PiezoTechnology X3080 TCXO dostupan je u oba paketa za površinsku ugradnju i prolazne rupice s sinusnim valom ili logičkim izlazom i može postići točnost od ± 0,25 do ± 1 ppm u rasponu od -55 ° C do 85 ° C. Razina domaćih proizvoda je također visoka, kao što je Peking Ruihua Xin Technology Development Co., Ltd. pokrenula TCXO (32 ~ 40MHz) točnost bolji od ± 1ppm na sobnoj temperaturi, učestalost prve godine starosti stopi od ± 1ppm, frekvencija (mehanička) fino podešavanje ≥ ± 3ppm, potrošnja energije ≤120mw. Visoka stabilnost TCXO uređaja s točnosti od ± 0,05ppm.
Visoka preciznost, niska potrošnja energije i minijaturizacija još uvijek su istraživačke teme TCXO-a. Što se tiče minijaturizacije i rezanja, suočene su mnoge poteškoće, od kojih su dva glavna: Prvo, minijaturizacija će smanjiti amplitudu frekvencije varijabilnog kvarcnog oscilača kristala, a kompenzacija temperature će biti teža; drugi, nakon pakiranja čipova U postupku lemljenja reflow, budući da je temperatura lemljenja znatno veća od maksimalne dopuštene temperature TCXO, frekvencija kristalnog oscilatora se mijenja i ako se lokalizirana disipacija topline i mjere hlađenja ne usvoje, to je teško je kontrolirati frekvencijsku varijaciju TCXO-a na ± 0,5 x 10- 6 nakon toga. Ipak, poboljšanje tehničke razine TCXO-a nije dostiglo ograničenje, a sadržaj i potencijal za inovacije i dalje su veliki.
3. Primjena TCXO
TCXO služi kao referentni oscilator koji osigurava referencu frekvencije za prijenosni kanal i također služi kao lokalni oscilator prvog stupnja za prijamni kanal; drugi TCXO služi kao drugi lokalni oscilator i unosi njegov signal oscilacije na drugi pretvarač. Mobilni telefon zahtijeva stabilnost frekvencije od 0,1 do 2,5 ppm (-30 do + 75 ° C), ali za razmatranje troškova, tipična specifikacija je 1,5 do 2,5 ppm. Jedan od reprezentativnih proizvoda za mobitele od 12 do 20 MHz TCXO je VC-TCXO-201C1, koji koristi metodu izravnog nadoknade. Pojava je prikazana na slici 2 (b), a proizvodi ga japanska tvrtka KSS.
Tvrtka je specijalizirana za prodaju raznih vrsta oscilatora i pozdravlja korisnike koji se trebaju konzultirati i kupiti.
E-mail: info@sumerlab.com
Web: sumerinstrument.com