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温补晶振的准确作用与发展

来源：http://konuaer.net 作者：konuaer 2015年01月17

什么是温补晶振？温补晶振可以称之为温补晶体振荡器也可以是石英晶体振荡器，统称为晶振，英文名为”TCXO‘，温补晶振有温度补偿功能，能防止晶振频率偏移，通常石英晶体振荡器一般使用的温度是在25度下达到最大精度。晶振温度升高频率就会增大，而温度降低那么频率就会减小。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）从而使频率变得更准确和稳定。温度晶振由于具有较高的频率稳定度，作为一种高精度频率源被广泛地应用于通讯系统、雷达导航系统、精密测控系统等。温补晶振由石英晶体振荡电路和温度补偿网络两部分组成。其中，温度补偿网络的优化设计对于改善温补晶体振荡器的温频特性，提高振荡器的频率精度具有重要意义。
温补晶振内部结构可分为石英晶体振荡回路和温度补偿网络两部分。石英晶体振荡器的频率温度特性主要由晶体谐振器的频率温度特性决定。传统的TCXO是通过采用模拟器件进行补偿，即通过改变振荡回路中的负载电容等模拟器件，使其随温度而变化来补偿晶体谐振器由于环境温度变化所产生的频率漂移。这也叫模拟式温度补偿。随着温度补偿技术的发展，很多采用数字化补偿技术的TCXO逐渐开始出现，这种数字化补偿的温补晶振又叫DTCXO；还有一种用单片机进行补偿的温补晶振我们称

之为MCXO。数字化补偿技术可实现晶振自动温度补偿，使晶体振荡器频率稳定度非常高。并且能够适应更宽的工作温度范围。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。因此，通常我们使用的都是采用的模拟式间接温度补偿的温补晶振。
十年来，随着科学技术的不断发展，温补晶振取得了可喜的进步。目前晶振行业知名的晶振厂家绝大部分都有自主生产温补晶振产品，其中株式会社大真空是温补晶振产品做得最齐全的晶振企业之一，KDS生产的温补晶振产品型号众多，频点齐全，广泛应用于如北斗定位系统、GPS卫星导航仪、智能手机、RFID产品等多个领域。不同的产品所采用的频率不尽相同，北斗定位用高精度温补晶振所采用的频率主要为10MHz和16.32MHz；GPS卫星导航仪用高精度温补晶振则为16.368MHz、16.369MHz、16.367667MHz和26MHz等频率；而智能手机上主要用到的温补晶振频率为19.2MHz和26MHz；RFID产品上用的温补晶振频率是20MHz、24MHz和25MHz等。随着晶振向小型化趋势不断发展，温补晶振的尺寸也越来越小，相同频率的温补晶振在晶振的体积上也有多个选择。然而，虽然各大温补晶振市场厂家均已实现2520、2016体积的小体积TCXO产品。但是，晶振的体积越小价格越高，而目前市场上需要用到这种小尺寸温补晶振的产品很少。因此，目前市场上用的比较多的还是3225体积的温补晶振。
科技的发展可以改变一切，在未来不管是温补晶振还是其它贴片晶振的发展方向是越来越小型化，薄型化，高精度和高稳定度方向不断发展，实现晶振的低噪声、高频化以及低功耗。近年来，国内的温补晶振产品水平得到了很大的提高，实现了在室温下精度优于±1ppm，第一年的频率老化率为±1ppm，频率（机械）微调≥±3ppm，电源功耗≤120mw。最高精度可达±0.05ppm。由此可见，温补振荡器的技术水平还有很大的提升空间，创新的内容和潜力还很大。然而，科学技术的发展不能一蹴而就，它将伴随整个电子行业的发展一同前进。

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