Crystek瑞斯克TCXO晶振介紹

溫度補償晶體振蕩器(TCXOs) 在今天被廣泛使用無線通信系統(tǒng)。 它們已經(jīng)成為一個重要的組成部分到手機和不斷發(fā)展的無線PDA產(chǎn)業(yè)。高端TCXO溫補晶振也是一個重要的組成部分電信等行業(yè)。

之間的主要區(qū)別是TCXO和一個簡單的晶體振蕩器TCXO晶振含有額外的 校正(補償)電路 晶體的頻率與溫度特性。圖1描繪了一個 簡單說明水晶是如何 已更正。附加補償電路分為三種 主要類別：數(shù)字、模擬 或者模擬/數(shù)字組合。 了解差異 數(shù)字和模擬補償之間的差異很重要，因為在某些情況下案例，不可互換。

未補償?shù)念l率 圖1所示的穩(wěn)定性是典型的AT切割石英晶體。它實際上是一系列曲線，主要由水晶坯切割的角度決定。這些曲線遵循a 以下形式的三次方程:

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商品TCXOs可從以下網(wǎng)站獲得 +/-1.5ppm至+/-5ppm的頻率穩(wěn)定性，溫度范圍為-40°C至+85°C 標準規(guī)格超出+/-2.5ppm -30°C至+75°C。頻率穩(wěn)定性 0℃至+70℃范圍內(nèi)低于+/-1.5ppm 很難實現(xiàn)，因此會失敗 進入高性能類別。 商品TCXOs通常成本較低比8美元，而高性能 TCXOs通常是15美元或更多

商用TCXOs可以制造成非常小的封裝，例如 5x3.2x1.5mm毫米甚至3.2x2.5x1mm毫米貼片晶振更小的尺寸即將出現(xiàn)。這些 微型振蕩器都是基于ASIC的 大批量制造。由于 所使用的特定ASIC、公司不能提供任何 除頻率外的定制 在家庭的范圍內(nèi)。此外，所有這些小型TCXOs實際上都是VCTCXOs，也就是說，它們提供了 用于電氣調(diào)諧或偏差的引腳。

這些上的輸出波形選項 小型TCXOs僅限于限幅正弦 或僅正弦波。如果你需要 例如，HCMOS，它是可用的 只有在大包裝上。所有產(chǎn)品均提供高性能TCXOs 流行的波形選項 (正弦波、HCMOS、LVPECL等。). 削波正弦波形有一個 與其他波形相比的主要優(yōu)勢:電流消耗。限幅正弦的典型電流消耗最大為2mA 在+3V時。內(nèi)部限幅正弦驅(qū)動器 只是來源于 雙極晶體管。這意味著石英晶體振蕩器看到的負載必須是 高阻抗；通常它需要一個 10K歐姆負載。限幅正弦驅(qū)動器非常適合直接驅(qū)動PLL ICs，提供低電流解決方案

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有四種數(shù)字實現(xiàn)(和一種基本模擬)類型。這些 如下所示:

TCXO-溫度補償晶體振蕩器 (參見圖2)

ADTCXO–模擬數(shù)字溫度補償晶體 振蕩器(參見圖3 例外情況是DAC和邏輯 被一個三次函數(shù)所取代 和模擬放大器)

DTCXO–數(shù)字溫度補償晶體振蕩器 (參見圖3)

MCXO–微處理器補償晶體振蕩器 (參見圖4)

DCXO–數(shù)字控制晶體振蕩器

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圖3中的ADTCXO是 現(xiàn)在手機行業(yè)使用的型號，有5.0x3.2x1.5毫米石英晶振的尺寸 而且更小。這些振蕩器也是 由于其尺寸小和低，被設計在所有類型的設備中 成本。但是，設計師要注意:隨著 圖3的DTCXO版本和 其他數(shù)字實現(xiàn)，階段 將會發(fā)生碰撞(突然的相變) 當振蕩器進行校正時 因為它感應到了溫度 改變。ADTCXO版本的 圖3沒有相位跳變 因為它的模擬后端。

確定振蕩器是否具有 相位命中或頻率階躍可能不 在頻率與溫度曲線中很容易看到。對頻率和溫度求一階導數(shù) 數(shù)據(jù)有助于揭示相位命中。 查看相位命中的另一種方法是 使用TCXO設置一個測試 作為相位的參考頻率 鎖定環(huán)路(PLL)，然后監(jiān)控 相位檢測器上的錯誤電壓 TCXO有源晶振溫度上升。

一個大的相位擊中可以解鎖許多 通信鏈接，如果它不能全神貫注。因此，盡職調(diào)查 必須由設計師預先完成 考慮使用數(shù)字實現(xiàn)的振蕩器。數(shù)字控制晶體 此處未顯示振蕩器(DCXO) 因為它可以用許多不同的方式實現(xiàn)。這作者將DCXO定義為任何晶體振蕩器的頻率 晶體由設備的校正 主機微處理器。更正 情報可能如下:

1)水晶的頻率。與溫度的關(guān)系曲線

2)來自外部源的定時 (即，小區(qū)站可以傳遞定時 給PDA或手機)

DCXO的設計者可能不想要達到一個好的穩(wěn)定TCXO。例如，他或她可能 滿足于將+/-25ppm晶體補償/校正到+/-5ppm 而不增加獨立TCXO的成本。的另一個優(yōu)點是 使用主微處理器來執(zhí)行校正是可以暫停的 傳輸時的更新，以及 可能在接收時。

3)來自an的參考頻率 外部或內(nèi)部來源

不同版本的TCXOs以及simple 用于比較的時鐘(XO)和VCXOs。