TCXO je kvarcni kristalni oscilator koji smanjuje količinu promjene u frekvenciji oscilovanja usled promjene temperature okoline kroz dodatni krug kompenzacije temperature.
1. Metoda kompenzacije temperature TCXO
U TCXO-u postoje dve vrste direktnih i indirektnih kompenzacionih metoda za kompenzaciju kretanja frekvencija oscilatora kvarcnog kristala:
(1) Direktna kompenzacija
Tip direktne kompenzacije TCXO je kolo za kompenzaciju temperature sastavljeno od termistora i RC elementa, koji se serijski formira sa oscilatorom kvarcnog kristala u oscilatoru. Kada se temperatura promeni, otpornost termistora i kapacitivnost kristalnog ekvivalentnog serijskog kondenzatora se u skladu s tim mijenja, čime se otklanja ili smanjuje temperaturni drift frekvencije oscilacije. Kombinacija kompenzacija ima jednostavno kolo i nisku cenu, i štedi veličina i prostor štampane ploče (PCB) i pogodan je za male i niske i male naponske aplikacije. Međutim, kada je tačnost kristalnog oscilatora manja od ± 1μm, metod direktne kompenzacije nije pogodan. (2) Vrsta indirektne kompenzacije
Indirektna kompenzacija podijeljena je na dvije vrste: analogne i digitalne. Analogna indirektna temperaturna kompenzacija koristi element za detekciju temperature, kao što je termistor, kako bi se formirao kolo za pretvaranje temperature, i primjenjuje napon na diferencijalnu kapacitivnu diodu koja se serijski povezuje sa kristalnim oscilatorom, a kapacitivnost se u seriji menja kroz kristalni oscilator. , kompenzuju nelinearni frekventni drift kristalnog oscilatora. Ova metoda kompenzacije može postići visoku preciznost od ± 0,5ppm, ali je ograničena u uslovima niskog napona ispod 3V. Digitalna indirektna kompenzacija temperature je analogno-digitalni (A / D) pretvarač praćen krugom pretvaranja temperature i struje u analognom kompu kompenzacije za pretvaranje analognih količina u digitalne količine. Ova metoda može postići automatsku kompenzaciju temperature, tako da je stabilnost frekvencije kristalnog oscilatora veoma visoka, ali specifična kola za kompenzaciju su složenija, troškovi su veći, samo za bazne stanice i radio stanice i druge zahtjeve izuzetno preciznih uslova.
2. Status razvoja TCXO
TCXO je ostvario veliki napredak u proteklih deset godina, među kojima je Japan vodeći i dominantan u istraživanju, razvoju i proizvodnji preciznosti TCXO. Krajem sedamdesetih godina, obim TCXO-a koji se koriste u automobilskim telefonima dostigao je više od 20 angstroma, glavni proizvodi TCXO-a su pali na 0.4, a veličina ultrakompaktnih TCXO uređaja bila je samo 0,27. Za 30 godina, zapremina TCXO se smanjila za 50 puta ili čak 100 puta. Debljina TCXO-a na površinskom nosaču koju proizvede japanska keramička kompanija koristeći metod spajanja lemljenja smanjuje se sa 4mm na 2mm, a nominalna oscilacijska amplituda može doseći 90% nakon 4ms početka oscilacije. Frekventni opseg TCXO proizvedenog od strane KSS Grupe je od 2 do 80 MHz, a stabilnost kod promjene temperature od -10 ° C do 60 ° C je ± 1ppm ili ± 2ppm; pokrivenost frekvencije digitalnog TCXO je od 0.2 do 90MHz, a stabilnost frekvencije je ± 0.1ppm (-30 ° C ~ + 85 ° C). TCO-935/937 Chip tipa Direktno kompenzovan TCXO proizveden od Tozawa Telecommunications Co., Ltd. Japana, karakteristike frekvencije i temperature (spot frekvencije 15.36MHz) od ± 1ppm / -20 do + 70 ° C, na napojnom napon od 5V ± 5% Karakteristika frekventnog napona je ± 0,3 ppm, izlazni sinusni talasni talas (amplituda 1VPP), strujni gubitak je manji od 2mA, a težina je samo 1g. PiezoTechnology X3080 TCXO je dostupan u obe površine za montiranje na površini i kroz otvor, sa sinusnim talasom ili logičkim izlazom i može doseći ± 0,25 do ± 1 ppm tačnost u rasponu od -55 ° C do 85 ° C. Takođe je visok nivo domaćih proizvoda, kao što je Peking Ruihua Xin Technology Development Co., Ltd. pokrenuo TCXO (32 ~ 40MHz) tačnost bolje od ± 1ppm na sobnoj temperaturi, učestalost stope starenja prve godine od ± 1ppm, frekvencija (mehanički) fino podešavanje ≥ ± 3ppm, potrošnja energije ≤120mw. Visoko stabilni TCXO uređaji sa preciznošću ± 0.05ppm.
Visoka preciznost, niska potrošnja energije i minijaturizacija su i dalje teme istraživanja TCXO-a. Što se tiče miniaturizacije i rezanja, suočavaju se mnoge poteškoće, od kojih su dvije glavne: Prvo, miniaturizacija će učiniti manju varijablu amplitude frekvencije kvarcnog kristalnog oscilatora, a nadoknada temperature će biti teža; drugo, posle čipovog pakovanja U operacijama lemljenja za lemljenje, pošto je temperatura lemljenja mnogo veća od maksimalno dozvoljene temperature TCXO, frekvencija kristalnog oscilatora se mijenja, a ako se ne usvoje lokalna mjera za rasipanje toplote i hlađenje, Teško je kontrolisati varijacije frekvencija TCXO na ± 0,5 × 10 6. Međutim, poboljšanje tehničkog nivoa TCXO nije dostiglo granicu, a sadržaj i potencijal za inovacije su i dalje veliki.
3. Primjena TCXO
TCXO služi kao referentni oscilator koji obezbeđuje referencu frekvencije za prenosni kanal i služi i kao prvi stepen lokalni oscilator za kanal prijema; drugi TCXO služi kao lokalni oscilator u drugoj fazi i ulazi svoj oscilacijski signal na drugi pretvarač. Za mobilni telefon potrebna je stabilnost frekvencije od 0.1 do 2.5 ppm (-30 do + 75 ° C), ali zbog troškova, tipična specifikacija je 1.5 do 2.5 ppm. Jedan od reprezentativnih proizvoda TCXO od 12 do 20 MHz za mobilne telefone je VC-TCXO-201C1, koji koristi metod direktne kompenzacije. Izgled je prikazan na Slici 2 (b) i proizvodi ga japanska kompanija KSS.
Kompanija je specijalizovana za prodaju različitih vrsta oscilatora i pozdravlja kupce kojima je potrebno konsultovati i kupiti.
E-mail: info@sumerlab.com
Web: sumerinstrument.com