温补晶振器的作用
温补晶振术语来自石英晶体振荡器的一种补偿方式已达到产品应用方面的精度要求。温补晶振定义是将压电石英晶体原有的物理特性（压电效应下频率随温度成三次曲线变化）通过外围电路逆向改变使得石英晶体原有频率随温度的变化尽可能的变小的一种补偿方式所做的石英晶体振荡器
一般石英晶体的频率都和温度相关，
我们所使用的晶体振荡器，一般是在25度下达到较大精度。
温度升高，频率增大；温度降低，频率减小。
通常如果应用在计时中，需要更高的精度，就需要进行温度补偿。
比如您知道，如果增加匹配电容的容值，就能使振荡频率降低。
一个温补晶振，可以通过测量温度，然后自动调整外部的匹配电容矩阵（改变接入的电容值）从而使频率变得准确和稳定。
温补晶振振荡器的发展
温补晶振由普通化转换成小型化是一个过程,在近十几年中得到稳定长足发展，其中在精密TCXO的研究开发与生产方面，日本居主宰地位。在70年代末汽车电话用TCXO的体积达20 以上，目前的主流的产品降至0.4 ，超小型化的TCXO器件体积仅为0.27。
在30年中，TCXO的体积缩小了50余倍乃至100倍。日本京陶瓷公司采用回流焊接方法生产的表面贴装TCXO厚度由4mm降至2mm，在振荡启动4ms后即可达到额定振荡幅度的90%。金石（KSS）集团生产的TCXO频率范围为2～80MHz，温度从－10℃到60℃变化时的稳定度为±1ppm或±2ppm；数字式TCXO的频率覆盖范围为0.2～90MHz，频率稳定度为±0.1ppm（－30℃～+85℃）。日本东泽通信机生产的TCO－935/937型片式直接温补型TCXO晶振，频率温度特性（点频15.36MHz）为±1ppm/－20～+70℃，在5V±5%的电源电压下的频率电压特性为±0.3ppm，输出正弦波波形（幅值为1VPP），电流损耗不足2mA，体积1 ，重量仅为1g。PiezoTechnology生产的X3080型TCXO采用表面贴装和穿孔两种封装，正弦波或逻辑输出，在－55℃～85℃范围内能达到±0.25～±1ppm的精度。
温补振荡器适用范围
温度补偿晶体振荡器低温范围的实现方法及装置,所述方法包括采用温度传感器检测所述温度补偿晶体振荡器的温度并根据所述温度调节发热件发热实现扩展所述温度补偿晶体振荡器工作的低温范围,同时实施保温措施.本发明通过使用温度传感器采集温度根据温度调节发热件局部加热实现对温度补偿晶体振荡器的工作环境温度扩展,并采取保温措施,在﹣55℃~40℃环境温度下,使温度补偿晶体振荡器的局部温度仍然能保持40℃以上,克服了普通温度补偿晶体振荡器低于40℃时性能指标急剧恶化的缺点,保证了﹣55℃~40℃环境温度下温度补偿晶体振荡器的性能指标,同时具有功耗低,体积小,成本低,稳定性好等特点.
温补振荡器工作的原理
首先了解晶体的数学模型,用负阻的方法分析了石英晶体振荡器的起振原理以及补偿方法,设计了数字电容阵列可调频率晶体振荡电路,实现了频率简单可控.带隙测温电路采用了LDO供电和cascode结构,实现了输出温度电压具有高抑制比和准确性.模数转换器ADC采用了12位逐次逼近型电路,结构简单精度适中.LDO为测温电路提供了稳定的工作电源保证了输出信号的稳定,通过间断性地工作实现整个系统的低功耗. 随着CMOS技术的发展,上述的各种电路都可以集成在一块芯片里面.本文基于集成电路设计工具Cadence的软件环境,和SMIC的0.35um工艺,设计了以上电路,并得到了结果,验证了本设计的可行性.
以上信息由专业从事温补晶振加工的晶宇兴于2025/6/28 14:08:52发布
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