用于小型蜂窩應(yīng)用的改進(jìn)TCXO技術(shù)

TCXO 技術(shù)已在手機(jī)和 GPS 應(yīng)用中使用多年。TCXO 是一種溫度補(bǔ)償晶體振蕩器，其電壓控制引腳上的溫度變化校正電壓。本應(yīng)用中使用的 IC 具有溫度傳感器和 5階補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，可生成施加到振蕩器的校正電壓。

TCXO 技術(shù)取得了顯著進(jìn)步，提供了曾經(jīng)是烘箱補(bǔ)償（有時(shí)稱為烘箱）晶體振蕩器 (OCXO) 的專有領(lǐng)域的時(shí)鐘解決方案。OCXO 中使用的技術(shù)在晶體周圍構(gòu)建了一個(gè)加熱器，因此該設(shè)備可以穩(wěn)定在單個(gè)高溫下，而不會(huì)暴露在環(huán)境溫度變化的影響下。

根據(jù)題為“數(shù)字網(wǎng)絡(luò)同步接口標(biāo)準(zhǔn)”的美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì) (ANSI) 標(biāo)準(zhǔn) (ANSI/T1.101-1987)，Stratum 3 振蕩器在 –40°C 至 85°C 的溫度范圍內(nèi)需要 ±0.28 ppm。有一次，這只能使用 OCXO 技術(shù)來提供?，F(xiàn)在，TCXO 技術(shù)是用于支持 Stratum 3 要求的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)。

更嚴(yán)格的穩(wěn)定性

在有限的溫度范圍內(nèi)，TCXO 已被推向比 Stratum 3 更嚴(yán)格的穩(wěn)定性。當(dāng)前一流的 TCXO 技術(shù)能夠在 0°C 至 70°C 的溫度范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn) ±50 ppb 的頻率溫度穩(wěn)定性。對(duì) TCXO 補(bǔ)償效果的限制因素是晶體曲線的純度以及用于補(bǔ)償器件的 IC 的階數(shù)和步進(jìn)分辨率。

表 1 顯示了 TCXO 和 OCXO 技術(shù)之間的比較。與 OCXO 技術(shù)相比，TCXO 的兩個(gè)最顯著優(yōu)勢(shì)是更低的功耗和更快的穩(wěn)定時(shí)間。TCXO 通常需要 OCXO 所需電流的 1% 左右，穩(wěn)定性以秒或幾分之一秒為單位進(jìn)行測(cè)量。

表 1. 與一些晶振規(guī)格的比較

現(xiàn)有技術(shù)

表 1 還顯示了 OEM8 產(chǎn)品與標(biāo)準(zhǔn) TCXO 和 OCXO 技術(shù)的快速比較。OeM8 是 Pletronics 的 OEM 系列頻率控制設(shè)備的擴(kuò)展，是一種改進(jìn)的 TCXO，可將 ±50 ppb 的穩(wěn)定性擴(kuò)展到 –40°C 至 85°C 的工作溫度范圍。

OeM8 比典型的 TCXO 消耗更多的電流，大約 20 mA，但電流消耗是一致的，不會(huì)像傳統(tǒng)的 OCXO 那樣隨溫度變化。該產(chǎn)品將 ±50 ppb 的穩(wěn)定性擴(kuò)展到工業(yè)溫度范圍，具有 TCXO 技術(shù)的低電流和快速穩(wěn)定時(shí)間特性。

典型的頻率與溫度特性如圖 1 所示。1 為三個(gè)典型設(shè)備；頻率/溫度數(shù)據(jù)的步長(zhǎng)為 1°C。器件的艾倫方差和相位噪聲如圖 1 所示。2 和圖。3，分別。

圖 1：三種典型 OEM8 器件的頻率與溫度性能

圖 2：OEM8 設(shè)備的 Allen Variance 性能

圖 3：OEM8 設(shè)備的相位噪聲

小蜂窩回程應(yīng)用

小型蜂窩回程需要準(zhǔn)確的時(shí)序參考來進(jìn)行同步和定位。尤其是多層結(jié)構(gòu)內(nèi)的三維定位需要超精確的時(shí)間參考。OEM8 在滿足這一要求方面與 OCXO 類似。OEM8 還具有頻率穩(wěn)定速度更快、功耗更低、成本更低的優(yōu)勢(shì)。在需要電池供電的偏遠(yuǎn)地區(qū)使用時(shí)，這種性能有助于延長(zhǎng)電池壽命。

雖然 OeM8 應(yīng)被視為此小型蜂窩回程應(yīng)用中的標(biāo)準(zhǔn) TCXO，但還有另一種產(chǎn)品 OeM4 也可考慮用于小型蜂窩應(yīng)用。OeM4 具有顯著的價(jià)格優(yōu)勢(shì)，其性能與 OeM8 相似，但它在更窄的溫度范圍內(nèi)提供 ±50 ppb 的穩(wěn)定性：0o 至 70oC。

審核編輯：湯梓紅