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TCXOs如何以低功耗提高振蕩器的穩(wěn)定性和老化

來源：http://www.thecutnedge.com 作者：億金電子 2024年11月14

RF 工程師一直在努力提高他們所研究的系統(tǒng)的性能，但可能永遠(yuǎn)無法獲得完美、100% 穩(wěn)定且永不偏離預(yù)期頻率的信號(hào)。物理環(huán)境和時(shí)間對(duì)晶體造成的損失仍然是生活中的事實(shí)。

但這并不能阻止我們始終努力盡可能接近這個(gè)理想。物理環(huán)境和時(shí)間的影響都可以通過選擇高質(zhì)量的石英晶體振蕩器來減輕。為工作選擇合適的取決于應(yīng)用程序和其他因素，例如可用功率。

在本文中，Bliley晶振將說明，對(duì)于那些試圖在不使用大量功率的情況下最大限度地減少老化影響并提高穩(wěn)定性的人來說，溫度補(bǔ)償晶體振蕩器（TCXO）可能是正確的解決方案。

2個(gè)最重要的性能標(biāo)準(zhǔn)：穩(wěn)定性和老化

評(píng)估晶體振蕩器性能的兩個(gè)最重要的標(biāo)準(zhǔn)是晶體穩(wěn)定性和老化。穩(wěn)定性是指晶體保持穩(wěn)定、一致頻率的能力，而老化是一個(gè)術(shù)語，用于描述晶體的頻率在其使用壽命期間如何略有變化。

即使在設(shè)計(jì)非常好的系統(tǒng)中，老化也會(huì)慢慢發(fā)生，但有多種環(huán)境和設(shè)計(jì)因素會(huì)加速老化過程。這些包括晶格的污染，以及接觸晶體表面的灰塵和其他異物。其他因素包括：

1、驅(qū)動(dòng)器晶體的電平（通過晶體耗散的功率）

2、晶體周圍空氣中的氣體類型

3、環(huán)境溫度

雖然恒溫室控制晶體振蕩器（OCXO晶振）在需要強(qiáng)大、穩(wěn)定和超穩(wěn)定信號(hào)的應(yīng)用中表現(xiàn)出色，但它們并不總是最適合每個(gè)項(xiàng)目。首先，它們的預(yù)熱時(shí)間通常比其他類型的振蕩器長(zhǎng)。另一個(gè)重要因素是許多 OCXO 需要相對(duì)較高的功率，有時(shí)這不是一個(gè)選項(xiàng)。

那么，對(duì)于那些想要在不大幅增加功耗的情況下解決穩(wěn)定性和老化問題的人來說，有什么解決方案呢？

TCXO 執(zhí)行與 OCXO 相同的功能——消除環(huán)境溫度對(duì)晶體的潛在有害影響——但方式不同。

TCXO 不是在烘箱內(nèi)屏蔽晶體，而是能夠感應(yīng)溫度變化并通過改變晶體輸出的頻率來抵消熱量或冷度的增加來做出響應(yīng)。這是通過改變施加到晶體上的電壓來實(shí)現(xiàn)的，電壓與溫度變化完全相反。

TCXO 還設(shè)計(jì)用于定期重新校準(zhǔn)，以減少晶體老化的影響。通常，TCXO 將每 6 到 12 個(gè)月重置一次。

TCXO 的常見應(yīng)用包括：

1、手機(jī)和平板電腦

2、GPS 設(shè)備

3、參考時(shí)鐘

4、便攜式無線電

TCXO晶振的性能通常比沒有任何形式的溫度校正或保護(hù)的振蕩器好得多。與恒溫箱控制的振蕩器相比，TCXO 的一些優(yōu)勢(shì)是預(yù)熱時(shí)間更短，功耗顯著降低。雖然 OCXO 通常被認(rèn)為是提高穩(wěn)定性、降低相位噪聲和老化的最佳選擇，但對(duì)于許多應(yīng)用來說，從經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的角度來看，使用 TCXO 更有意義。

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