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石英晶体振荡器与TCXO晶振结构及应用

已有 128 次阅读2016-8-31 20:15 | 关键词: 石英晶体振荡器, TCXO晶振, 石英晶体

        石英晶体振荡器的作用:石英晶体振荡器也称石英晶体谐振器,它用来稳定频率和选择频率,是一种可以取代LC谐振回路的晶体谐振元件.石英晶体振荡器广泛地应用在电视机、影碟机、录像机、无线通讯设备、电子钟表、数字仪器仪表等电子设备中.
      石英晶体振荡器是目前精确度和稳定度最高的振荡器,广泛应用于全球定位系统(GPS)和移动通信等各种系统中.石英晶体振荡器是由品质因素极高的石英晶体振子(即谐振器)和振荡电路组成.石英晶体振荡器分为4类:普通晶逭竦矗═CXO),电压控制式晶体振荡器(VCXO),温度补偿式晶体振荡(TCXO),恒温控制式晶体振荡(OCXO).目前发展中的还有数字补偿式晶体损振荡(DCXO)等.
      石英晶体振荡器是利用石英晶体(二氧化硅的结晶体)的压电效应制成的一种谐振器件,它的基本构成大致是:从一块石英晶体上按一定方位角切下薄片(简称为晶片,它可以是正方形、矩形或圆形等),在它的两个对应面上涂敷银层作为电极,在每个电极上各焊一根引线接到管脚 上,再加上封装外壳就构成了石英晶体谐振器,简称为石英晶体或晶体、晶振.其产品一般用金属外壳封装,也有用玻璃壳、陶瓷或塑料封装的.
      1.直接补偿型TCXO是由热敏电阻和阻容元件组成的温度补偿电路,在振荡器中与石英晶体振子串联而成的.在温度变化时,热敏电阻的阻值和晶体等效串联电容容值相应变化,从而抵消或削减振荡频率的温度漂移.该补偿方式电路简单,成本较低,节省印制电路板(PCB)尺寸和空间,适用于小型和低压小电流场合.但当要求晶体振荡器精度小于±1pmm时,直接补偿方式并不适宜.
     2.间接补偿型又分模拟式和数字式两种类型.模拟式间接温度补偿是利用热敏电阻等温度传感元件组成温度-电压变换电路,并将该电压施加到一支与晶体振子相串接的变容二极管上,通过晶体振子串联电容量的变化,对晶体振子的非线性频率漂移进行补偿.该补偿方式能实现±0.5ppm的高精度,但在3V以下的低电压情况下受到限制.数字化间接温度补偿是在模拟式补偿电路中的温度—电压变换电路之后再加一级模/数(A/D)变换器,将模拟量转换成数字量.该法可实现自动温度补偿,使晶体振荡器频率稳定度非常高,但具体的补偿电路比较复杂,成本也较高,只适用于基地站和广播电台等要求高精度化的情况.

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