TCXO adalah osilator kristal kuarsa yang mengurangi jumlah perubahan dalam frekuensi osilasi karena perubahan suhu lingkungan melalui sirkuit kompensasi suhu tambahan.
1. Metode kompensasi suhu TCXO
Di TCXO, ada dua jenis metode kompensasi langsung dan tidak langsung untuk mengimbangi frekuensi penyimpangan osilator kristal kuarsa:
(1) Kompensasi langsung
Kompensasi langsung tipe TCXO adalah sirkuit kompensasi suhu yang terdiri dari termistor dan elemen RC, yang dibentuk secara seri dengan osilator kristal kuarsa dalam sebuah osilator. Ketika suhu berubah, resistansi termistor dan kapasitansi dari kapasitor seri setara kristal berubah sesuai, dengan demikian membatalkan atau mengurangi penyimpangan suhu dari frekuensi osilasi. Rangkaian kompensasi memiliki sirkuit sederhana dan biaya rendah, dan menghemat ukuran dan ruang dari papan sirkuit cetak (PCB), dan cocok untuk aplikasi kecil dan rendah tegangan dan kecil saat ini. Namun, ketika akurasi osilator kristal kurang dari ± 1μm, metode kompensasi langsung tidak cocok. (2) Jenis kompensasi tidak langsung
Kompensasi tidak langsung dibagi menjadi dua jenis: analog dan digital. Kompensasi suhu tidak langsung analog menggunakan elemen penginderaan suhu seperti termistor untuk membentuk rangkaian konversi tegangan-suhu, dan menerapkan tegangan ke dioda kapasitansi variabel yang dihubungkan secara seri dengan osilator kristal, dan perubahan kapasitansi dalam rangkaian melalui osilator kristal. , kompensasi untuk penyimpangan frekuensi nonlinier dari osilator kristal. Metode kompensasi ini dapat mencapai akurasi tinggi ± 0,5ppm, tetapi terbatas dalam kondisi tegangan rendah di bawah 3V. Kompensasi suhu tidak langsung digital adalah konverter analog-ke-digital (A / D) yang diikuti oleh sirkuit konversi suhu-ke-tegangan dalam rangkaian kompensasi analog untuk mengubah kuantitas analog menjadi kuantitas digital. Metode ini dapat mencapai kompensasi suhu otomatis, sehingga stabilitas frekuensi osilator kristal sangat tinggi, tetapi rangkaian kompensasi spesifik lebih kompleks, biayanya lebih tinggi, hanya untuk stasiun pangkalan dan stasiun radio dan persyaratan lain dari kondisi presisi tinggi.
2. Status Pengembangan TCXO
TCXO telah membuat kemajuan besar dalam sepuluh tahun terakhir, di mana Jepang memimpin dan mendominasi dalam penelitian, pengembangan, dan produksi TCXO presisi. Pada akhir 1970-an, volume TCXO yang digunakan dalam telepon otomotif mencapai lebih dari 20 angstrom, produk utama TCXOs turun menjadi 0,4, dan ukuran perangkat TCXO ultra-kompak hanya 0,27.. Dalam 30 tahun, volume TCXO telah menyusut sebanyak 50 kali atau bahkan 100 kali. Ketebalan permukaan gunung TCXO yang diproduksi oleh perusahaan keramik Jepang menggunakan metode penyolderan reflow berkurang dari 4 mm menjadi 2 mm, dan amplitudo osilasi terukur dapat mencapai 90% setelah 4ms osilasi mulai. Rentang frekuensi TCXO yang diproduksi oleh KSS Group adalah 2 hingga 80 MHz, dan stabilitas ketika suhu berubah dari -10 ° C hingga 60 ° C adalah ± 1ppm atau ± 2ppm; cakupan frekuensi TCXO digital adalah 0,2 hingga 90MHz, dan stabilitas frekuensinya ± 0,1 ppm (-30 ° C ～ + 85 ° C). TCO-935/937 Chip Type Direct-Compensated TCXO diproduksi oleh Tozawa Telecommunications Co., Ltd. Jepang, frekuensi dan karakteristik temperatur (frekuensi spot 15.36MHz) dari ± 1ppm / -20 hingga + 70 ° C, pada power supply tegangan 5V ± 5% Karakteristik frekuensi-tegangan adalah ± 0.3ppm, output gelombang sinus (amplitude 1VPP), kerugian saat ini kurang dari 2mA, dan berat hanya 1g. PiezoTechnology's X3080 TCXO tersedia di kedua paket surface-mount dan through-hole, dengan gelombang sinus atau output logika, dan dapat mencapai akurasi ± 0,25 hingga ± 1ppm di atas rentang -55 ° C hingga 85 ° C. Tingkat produk dalam negeri juga tinggi, seperti Beijing Ruihua Xin Technology Development Co, Ltd meluncurkan TCXO (32 ~ 40MHz) akurasi lebih baik dari ± 1ppm pada suhu kamar, frekuensi tingkat penuaan tahun pertama ± 1ppm, frekuensi (mekanik) fine-tuning ≥ ± 3ppm, konsumsi daya ≤120mw. Perangkat TCXO dengan stabilitas tinggi dengan akurasi ± 0,05ppm.
Presisi tinggi, konsumsi daya rendah, dan miniaturisasi masih menjadi topik penelitian TCXO. Dalam hal miniaturisasi dan pemotongan, banyak kesulitan yang dihadapi, yang dua yang utama adalah: Pertama, miniaturisasi akan membuat frekuensi amplitudo variabel osilator kristal kuarsa lebih kecil, dan kompensasi suhu akan lebih sulit; kedua, setelah paket chip Dalam operasi penyolderan reflow, karena suhu penyolderan jauh lebih tinggi daripada suhu maksimum yang diizinkan dari TCXO, frekuensi osilator kristal berubah, dan jika disipasi panas lokal dan langkah-langkah pendinginan tidak diadopsi, itu adalah sulit untuk mengontrol variasi frekuensi TCXO pada ± 0,5 × 10-6 berikut. Namun, peningkatan tingkat teknis TCXO belum mencapai batas, dan konten dan potensi untuk inovasi masih besar.
3. Penerapan TCXO
TCXO berfungsi sebagai osilator referensi untuk menyediakan referensi frekuensi untuk saluran transmisi dan juga berfungsi sebagai osilator lokal tahap pertama untuk saluran penerimaan; TCXO lainnya berfungsi sebagai osilator lokal tahap kedua dan memasukkan sinyal osilasi ke inverter kedua. Telepon selular membutuhkan stabilitas frekuensi 0,1 hingga 2,5 ppm (-30 hingga + 75 ° C), tetapi untuk pertimbangan biaya, spesifikasi khasnya adalah 1,5 hingga 2,5 ppm. Salah satu dari 12 hingga 20 MHz produk perwakilan TCXO untuk telepon seluler adalah VC-TCXO-201C1, yang menggunakan metode kompensasi langsung. Penampilan ditampilkan pada Gambar. 2 (b) dan diproduksi oleh perusahaan Jepang KSS.
Perusahaan ini mengkhususkan diri dalam menjual berbagai jenis osilator dan menyambut pelanggan yang perlu berkonsultasi dan membeli.
E-mail: info@sumerlab.com
Web: sumerinstrument.com