當需要標準XO(晶體振蕩器)或VCXO(壓控晶體振蕩器)無法達到的溫度穩(wěn)定性時,TCXO晶振就成了最好的選擇。
溫度穩(wěn)定性是石英晶體振蕩器頻率隨溫度變化的量度,并且以兩種方式定義。一種常見的方法是使用“加/減”規(guī)格(例如:±0.28 ppm對比工作溫度范圍,參考25°C 溫度范圍通常為-40至85°C或-20至70°C).該規(guī)范告訴我們,如果我們將25°C的頻率設為標稱值,那么設備頻率偏離或高于標稱頻率不超過0.28ppm。這與指定溫度穩(wěn)定性的第二種方式不同,即使用峰峰值或僅使用沒有參考點的正/負值。在第二種情況下,我們不能說我們知道上面或下面有多遠標稱頻率將改變-只是我們知道總的范圍是什么。通常,使用來自定義的參考點的正負值來指定設備。
TCXO晶振對工程師非常有用,因為它們可以在比電路板上具有相同功耗和占用空間的標準VCXO晶振更好的溫度穩(wěn)定性的10倍到40倍之間使用。 TCXO彌合了標準XO或VCXO與OCXO之間的差距,這些差距更高,需要更多功率才能運行。推動技術的目的是降低功耗降低成本,因此TCXO為功耗和成本敏感的應用提供了良好的中檔解決方案。
上圖是不同振蕩器類型的典型溫度穩(wěn)定性的示意圖,范圍從標準VCXO的50ppm到高性能OCXO的0.2ppb。軸反轉使得曲線在增加溫度穩(wěn)定性的方向上增長。TCXO穩(wěn)定性范圍涵蓋VCXO和OCXO晶振之間的中間位置(在某些情況下,重疊某些OCXO晶振性能)。
TCXO溫度穩(wěn)定性水平(從5ppm到50ppb)通常是必要的,因為溫補貼片晶振將獨立工作,無論是在沒有外部頻率參考的系統(tǒng)中的自由運行模式,還是作為固定頻率參考一個合成器,TCXO在開環(huán)運行,驅動一個DDS(直接數(shù)字合成)以及DDS而非TCXO被“鎖定”到外部參考的位置。
后一種情況(TCXO是開環(huán),頻率在DDS設置)正變得越來越普遍,因為設計人員發(fā)現(xiàn)使用DDS解決方案可以通過使用數(shù)模轉換器控制TCXO來實現(xiàn)更好的頻率分辨率。由于轉向是在DDS而不是振蕩器中完成的,因此設計人員需要能夠對固定基準的頻率如何隨溫度變化做出某些假設,以便他們可以相應地規(guī)劃鎖相環(huán)的設計。由于靈活性,它們允許TCXO用于許多頻率控制應用,但一個重要領域是小型蜂窩基站(毫微微,微型和微微),通常它們被用作定時分配芯片的固定頻率源.