溫補(bǔ)振蕩器的溫度補(bǔ)償原理

客戶經(jīng)常會(huì)問：什么是溫補(bǔ)晶振？它和一般石英晶體振蕩器有何區(qū)別？溫補(bǔ)晶振是一種石英振蕩器，與普通石英晶體振蕩器不同的是它的精度和穩(wěn)定性都要高些，它對(duì)晶振頻率可以起到一個(gè)溫度補(bǔ)償?shù)淖饔?。比如說在某些高溫的環(huán)境下，有些產(chǎn)品會(huì)因?yàn)楦邷爻霈F(xiàn)不良的現(xiàn)象，嚴(yán)重甚至?xí)?dǎo)致整個(gè)產(chǎn)品癱瘓，在這種情況下就會(huì)用到溫補(bǔ)晶振。其原理是通過感應(yīng)周圍環(huán)境溫度，將溫度信息做適當(dāng)變換后控制晶振的輸出頻率，以求達(dá)到穩(wěn)定輸出頻率的效果。它可以在天氣溫度變化中起到一個(gè)互相補(bǔ)助的作用，遇到氣溫低的情況它會(huì)根據(jù)本身的溫度補(bǔ)償電路來補(bǔ)償由周圍溫度變化產(chǎn)生出的振蕩頻率偏差，從而保護(hù)產(chǎn)品的穩(wěn)定性。

溫補(bǔ)晶振內(nèi)部結(jié)構(gòu)可分為石英晶體振蕩回路和溫度補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)兩部分。石英晶體振蕩器的頻率溫度特性主要由晶體諧振器的頻率溫度特性決定。傳統(tǒng)的TCXO是通過采用模擬器件進(jìn)行補(bǔ)償，即通過改變振蕩回路中的負(fù)載電容等模擬器件，使其隨溫度而變化來補(bǔ)償晶體諧振器由于環(huán)境溫度變化所產(chǎn)生的頻率漂移。這也叫模擬式溫度補(bǔ)償。隨著溫度補(bǔ)償技術(shù)的發(fā)展，很多采用數(shù)字化補(bǔ)償技術(shù)的TCXO逐漸開始出現(xiàn)，這種數(shù)字化補(bǔ)償?shù)臏匮a(bǔ)晶振又叫DTCXO；還有一種用單片機(jī)進(jìn)行補(bǔ)償?shù)臏匮a(bǔ)晶振我們稱之為MCXO。數(shù)字化補(bǔ)償技術(shù)可實(shí)現(xiàn)晶振自動(dòng)溫度補(bǔ)償，使石英晶體振蕩器頻率穩(wěn)定度非常高。并且能夠適應(yīng)更寬的工作溫度范圍。但具體的補(bǔ)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(tái)等要求高精度化的情況。因此，通常我們使用的都是采用的模擬式間接溫度補(bǔ)償?shù)臏匮a(bǔ)晶振。

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，溫補(bǔ)晶振取得了可喜的進(jìn)步。目前晶振行業(yè)知名的晶振廠家絕大部分都有自主生產(chǎn)溫補(bǔ)晶振產(chǎn)品，其中SJK晶科鑫是溫補(bǔ)晶振產(chǎn)品做得最齊全的晶振廠家之一，專業(yè)生產(chǎn)石英晶振，晶振產(chǎn)品型號(hào)眾多，頻點(diǎn)齊全，其中SJK溫補(bǔ)晶振被廣泛應(yīng)用于如北斗定位系統(tǒng)、GPS衛(wèi)星導(dǎo)航儀、智能手機(jī)、RFID產(chǎn)品等多個(gè)領(lǐng)域。不同的產(chǎn)品所采用的頻率不盡相同，北斗定位用高精度溫補(bǔ)晶振所采用的頻率主要為10MHz和16.32MHz；GPS衛(wèi)星導(dǎo)航儀用高精度溫補(bǔ)晶振則為16.368MHz、16.369MHz、16.367667MHz和26MHz等頻率；而智能手機(jī)上主要用到的溫補(bǔ)晶振頻率為19.2MHz和26MHz；RFID產(chǎn)品上用的溫補(bǔ)晶振頻率是20MHz、24MHz和25MHz等。隨著晶振向小型化趨勢不斷發(fā)展，溫補(bǔ)晶振的尺寸也越來越小，相同頻率的溫補(bǔ)晶振在晶振的體積上也有多個(gè)選擇。然而，雖然各大溫補(bǔ)晶振市場廠家均已實(shí)現(xiàn)2520、2016體積的小體積TCXO產(chǎn)品。目前市場上用的比較多的還是3225、2520尺寸的溫補(bǔ)晶振。

未來溫補(bǔ)晶振的發(fā)展方向是向小型化、片式化、高精度和高穩(wěn)定度方向不斷發(fā)展，實(shí)現(xiàn)晶振的低噪聲、高頻化以及低功耗。近年來，國內(nèi)的溫補(bǔ)晶振產(chǎn)品水平得到了很大的提高，實(shí)現(xiàn)了在室溫下精度優(yōu)于±1ppm，第一年的頻率老化率為±1ppm，頻率（機(jī)械）微調(diào)≥±3ppm，電源功耗≤120mw。最高精度可達(dá)±0.05ppm。由此可見，溫補(bǔ)晶振的技術(shù)水平還有很大的提升空間，創(chuàng)新的內(nèi)容和潛力還很大。然而，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展不能一蹴而就，它將伴隨整個(gè)電子行業(yè)的發(fā)展一同前行。