晶振是電子電路中最常用的電子元件之一，晶振可以提供較穩(wěn)定的脈沖，廣泛應(yīng)用于微芯片的時鐘電路里。為增進大家對晶振的認識，本文將對溫補晶振的作用、溫補晶振的工作原理以及溫補晶振和恒溫晶振的區(qū)別予以介紹。如果你對晶振具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。
一、溫補晶振作用
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。
用溫度補償?shù)姆椒p少頻率失真，因為振蕩器工作時由于電阻的作用(晶體管或者集成電路都有內(nèi)阻)就會有溫升，溫度升高對半導(dǎo)體影響很大，會使半導(dǎo)體的工作點發(fā)生飄移從而導(dǎo)致振蕩頻率的變化，這些變化對使用者來說影響很大如無線電通訊、本地時鐘(單片機或者電腦)要求頻率高度穩(wěn)定，所以開發(fā)商生產(chǎn)出具有溫度補償性能的有源振蕩器，這些具有溫度補償?shù)木w振蕩器頻率變化非常低，可以長期穩(wěn)定工作提供高穩(wěn)定性頻率基準。
二 、溫補晶振工作原理
溫補振蕩器(TCXO)是通過附加的溫度補償電路使由周圍溫度變化產(chǎn)生的振蕩頻率變化量削減的一種石英晶體振蕩器。TCXO中，對石英晶體振子頻率溫度漂移的補償方法主要有直接補償和間接補償兩種類型：
(1)直接補償型 直接補償型TCXO是由熱敏電阻和阻容元件組成的溫度補償電路，在振蕩器中與石英水晶振子串聯(lián)而成的。在溫度變化時，熱敏電阻的阻值和晶體等效串聯(lián)電容容值相應(yīng)變化，從而抵消或削減振蕩頻率的溫度漂移。該補償方式電路簡單，成本較低，節(jié)省印制電路板(PCB)尺寸和空間，適用于小型和低壓小電流場合。但當要求晶體振蕩器精度小于±1pmm時，直接補償方式并不適宜。
(2)間接補償型 間接補償型又分模擬式和數(shù)字式兩種類型。模擬式間接溫度補償是利用熱敏電阻等溫度傳感元件組成溫度-電壓變換電路，并將該電壓施加到一支與晶體振子相串接的變?nèi)荻O管上，通過晶體振子串聯(lián)電容量的變化，對晶體振子的非線性頻率漂移進行補償。該補償方式能實現(xiàn)±0.5ppm的高精度，但在3V以下的低電壓情況下受到限制。數(shù)字化間接溫度補償是在模擬式補償電路中的溫度—電壓變換電路之后再加一級模/數(shù)(A/D)變換器，將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。該法可實現(xiàn)自動溫度補償，使晶體振蕩器頻率穩(wěn)定度非常高，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。
三、溫補晶振和恒溫晶振的區(qū)別
1、定義上
恒溫晶體振蕩器簡稱恒溫晶振，英文簡稱為OCXO(Oven Controlled Crystal Oscillator)，是利用恒溫槽使晶體振蕩器中石英晶體諧振器的溫度保持恒定，將由周圍溫度變化引起的振蕩器輸出頻率變化量削減到最小的晶體振蕩器。OCXO是由恒溫槽控制電路和振蕩器電路構(gòu)成的。通常人們是利用熱敏電阻“電橋“構(gòu)成的差動串聯(lián)放大器，來實現(xiàn)溫度控制。
溫補晶振即溫度補償晶體振蕩器(TCXO)，是通過附加的溫度補償電路使由周圍溫度變化產(chǎn)生的振蕩頻率變化量削減的一種石英晶體振蕩器。
溫補晶振術(shù)語來自石英晶體振蕩器的一種補償方式已達到產(chǎn)品應(yīng)用方面的精度要求。溫補晶振定義是將壓電石英晶體原有的物理特性(壓電效應(yīng)下頻率隨溫度成三次曲線變化)通過外圍電路逆向改變使得石英晶體原有頻率隨溫度的變化盡可能的變小的一種補償方式所做的石英晶體振蕩器。
2、測量精度上
一般的恒溫晶振要比溫補晶振頻率穩(wěn)定度高兩個數(shù)量級以上。如溫補晶振一般能達到-7量級，而恒溫晶振可達到-9量級。因此恒溫晶振一般用于高端測量儀器，如頻率計、信號發(fā)生器、網(wǎng)絡(luò)分析儀等。
而溫補晶振的開機特性較好。恒溫晶振就算采用現(xiàn)在最好的加熱元件，也需要一個加溫過程。想達到-7量級，怎么也需要5分鐘左右，而達-9以上量級甚至需要一天。因此開機即需要工作的設(shè)備就不太適合。如武器。
一般的恒溫晶振可以做的比溫補晶振精度更好。
無論是恒溫晶振還是溫補晶振無非就是個信號源，為你的設(shè)備提供一個時間基準。只要你了解它性能指標你就可以相互代用。
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