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溫補振蕩器類型
(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,在振蕩器中與石英晶體諧振器振子串聯(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。
溫補振蕩器廣泛應用
現(xiàn)代電子,通信設備對時鐘源的準確度有著越來越高的要求.在獲得時鐘源的各種方法中,晶體振蕩器有著優(yōu)良的穩(wěn)定性和準確性而獲得廣泛應用.但是晶體振蕩器的振蕩頻率還是會受到一些因素的影響(如電磁干擾,機械震動,濕度和溫度等),特別是溫度對振蕩器的振蕩頻率影響很大.為了獲得準確的頻率源,就要在一定溫度范圍對振蕩器電路進行補償. 本文對溫度補償晶體振蕩器電路進行了研究和設計.主要包括可調(diào)頻率振蕩器,帶隙測溫電路,模擬數(shù)字轉換系統(tǒng)(AD),以及低壓線性轉換器(LDO).
什么叫溫補振蕩器的滯變效應和微擾效應
滯變效應(完整溫度循環(huán))[3]在一個完整的穩(wěn)態(tài)環(huán)境溫度測試循環(huán)中觀察到的,溫補晶體振蕩器頻率溫度特性不可重復的一種熱致效應(指標多為≤±0.1ppm~≤±0.6ppm)。滯變效應較為簡單的計算方法是只計算一個完整穩(wěn)態(tài)環(huán)境溫度測試循環(huán)前后 25℃時輸出頻率的差值。
微擾效應:主要是由于晶體諧振器制造缺陷造成的,溫補晶體振蕩器輸出頻率圍繞其光滑頻率溫度特性曲線存在跳點的效應(指標多為≤±0.1ppm~≤±1.0ppm)。微擾效應一般不做100%參數(shù)測試,廠家通常采用另外一種有效的方法,即通過篩選微擾效應小的晶體揩振器來做到設計參數(shù)的保證。