TCXO là một bộ dao động tinh thể thạch anh làm giảm lượng thay đổi trong tần số dao động do nhiệt độ môi trường thay đổi thông qua một mạch bù nhiệt độ bổ sung.
1. Phương pháp bù nhiệt độ của TCXO
Trong TCXO, có hai loại phương pháp bù trực tiếp và gián tiếp để bù lại độ lệch tần số của bộ dao động tinh thể thạch anh:
(1) bù trực tiếp
Loại bù trực tiếp TCXO là mạch bù nhiệt độ bao gồm một điện trở nhiệt và một phần tử RC, được hình thành theo chuỗi với bộ dao động tinh thể thạch anh trong bộ dao động. Khi nhiệt độ thay đổi, sức đề kháng của thermistor và điện dung của tụ tinh thể tương đương loạt thay đổi cho phù hợp, do đó hủy hoặc giảm trôi nhiệt độ của tần số dao động. Mạch bù có mạch đơn giản và chi phí thấp, và tiết kiệm kích thước và không gian của bảng mạch in (PCB), và phù hợp cho các ứng dụng nhỏ và điện áp thấp và nhỏ. Tuy nhiên, khi độ chính xác dao động tinh thể nhỏ hơn ± 1μm, phương pháp bù trực tiếp không phù hợp. (2) Loại bù gián tiếp
Bồi thường gián tiếp được chia thành hai loại: analog và kỹ thuật số. Việc bù nhiệt độ gián tiếp tương tự sử dụng một bộ phận cảm biến nhiệt độ như một điện trở nhiệt để tạo thành một mạch chuyển đổi điện áp nhiệt độ và áp dụng điện áp cho một diode điện dung biến đổi nối tiếp với bộ dao động tinh thể và thay đổi điện dung trong chuỗi thông qua bộ dao động tinh thể. , bù cho độ lệch tần số phi tuyến của bộ dao động tinh thể. Phương pháp bồi thường này có thể đạt được độ chính xác cao ± 0,5ppm, nhưng bị hạn chế trong điều kiện điện áp thấp dưới 3V. Bù trừ nhiệt độ gián tiếp kỹ thuật số là một bộ chuyển đổi analog-to-kỹ thuật số (A / D) theo sau là một mạch chuyển đổi nhiệt độ-điện áp trong mạch bù tương tự để chuyển đổi các đại lượng analog thành các đại lượng số. Phương pháp này có thể đạt được bù nhiệt độ tự động, do đó sự ổn định của tần số dao động tinh thể rất cao, nhưng mạch bù đặc biệt phức tạp hơn, chi phí cao hơn, chỉ dành cho trạm gốc và đài phát thanh và các yêu cầu khác về điều kiện độ chính xác cao.
2. Tình trạng phát triển TCXO
TCXO đã đạt được tiến bộ lớn trong mười năm qua, trong đó Nhật Bản dẫn đầu và thống trị trong nghiên cứu, phát triển và sản xuất TCXO chính xác. Vào cuối những năm 1970, khối lượng TCXO được sử dụng trong điện thoại ô tô đạt hơn 20 angstrom, các sản phẩm chính của TCXO giảm xuống còn 0,4 ,, và kích thước của các thiết bị TCXO siêu nhỏ gọn chỉ là 0,27? Trong 30 năm, khối lượng của TCXO đã bị thu nhỏ 50 lần hoặc thậm chí 100 lần. Độ dày của bề mặt gắn TCXO được sản xuất bởi công ty gốm Nhật Bản sử dụng phương pháp hàn reflow được giảm từ 4mm xuống 2mm, và biên độ dao động định mức có thể đạt 90% sau 4ms bắt đầu dao động. Dải tần số của TCXO được sản xuất bởi nhóm KSS là 2 đến 80 MHz và độ ổn định khi nhiệt độ thay đổi từ -10 ° C đến 60 ° C là ± 1ppm hoặc ± 2ppm; tần số phủ sóng của TCXO kỹ thuật số là 0,2 đến 90MHz và độ ổn định tần số là ± 0,1ppm (-30 ° C ～ + 85 ° C). TCO-935/937 TCXO được cấp nhiệt độ trực tiếp loại chip được sản xuất bởi công ty TNHH Tozawa Telecommunications của Nhật Bản, tần số và nhiệt độ (tần số tại chỗ 15.36MHz) ± 1ppm / -20 đến + 70 ° C, với nguồn điện điện áp của 5V ± 5% Đặc tính tần số điện áp là ± 0.3ppm, dạng sóng dạng sóng sin đầu ra (biên độ 1VPP), tổn thất hiện tại nhỏ hơn 2mA, và trọng lượng chỉ là 1g. TCXO X3080 của PiezoTechnology có sẵn trong cả hai gói lắp trên bề mặt và lỗ thông qua, với sóng sin hoặc đầu ra logic, và có thể đạt được độ chính xác ± 0.25 đến ± 1ppm trong khoảng -55 ° C đến 85 ° C. Mức độ của sản phẩm trong nước cũng cao, như Bắc Kinh Ruihua Xin Phát triển Công nghệ Công ty TNHH đưa ra TCXO (32 ~ 40MHz) độ chính xác tốt hơn ± 1ppm ở nhiệt độ phòng, tần số của tỷ lệ lão hóa năm đầu tiên của ± 1ppm, tần số (cơ khí) tinh chỉnh ≥ ± 3ppm, tiêu thụ điện năng ≤120mw. Thiết bị TCXO ổn định cao với độ chính xác ± 0,05 ppm.
Độ chính xác cao, tiêu thụ điện năng thấp và thu nhỏ vẫn là chủ đề nghiên cứu của TCXO. Trong điều kiện thu nhỏ và cắt, nhiều khó khăn phải đối mặt, trong đó hai cái chính là: Thứ nhất, thu nhỏ sẽ làm cho biên độ biến tần của dao động tinh thể thạch anh nhỏ hơn, và bù nhiệt độ sẽ khó hơn; thứ hai, sau khi gói chip Trong hoạt động hàn reflow, vì nhiệt độ hàn cao hơn nhiều so với nhiệt độ cho phép tối đa của TCXO, tần số của dao động tinh thể thay đổi, và nếu tản nhiệt cục bộ và các biện pháp làm mát không được thông qua, nó là khó kiểm soát sự biến thiên tần số của TCXO tại ± 0.5 × 10-6 sau đây. Tuy nhiên, việc cải thiện trình độ kỹ thuật của TCXO chưa đạt đến giới hạn, và nội dung và tiềm năng cho sự đổi mới vẫn còn lớn.
3. Ứng dụng TCXO
TCXO đóng vai trò là bộ dao động tham chiếu để cung cấp tham chiếu tần số cho kênh truyền và cũng là bộ dao động cục bộ đầu tiên cho kênh tiếp nhận; TCXO khác đóng vai trò là bộ dao động cục bộ thứ hai và đưa tín hiệu dao động của nó tới biến tần thứ hai. Điện thoại di động yêu cầu độ ổn định tần số từ 0,1 đến 2,5 ppm (-30 đến + 75 ° C), nhưng để cân nhắc chi phí, đặc điểm kỹ thuật điển hình là 1,5 đến 2,5 ppm. Một trong những sản phẩm đại diện TCXO 12 đến 20 MHz cho điện thoại di động là VC-TCXO-201C1, sử dụng phương pháp bù trực tiếp. Sự xuất hiện được thể hiện trong hình 2 (b) và được sản xuất bởi công ty Nhật Bản KSS.
Công ty chuyên bán các loại dao động và chào đón khách hàng có nhu cầu tư vấn và mua hàng.
E-mail: info@sumerlab.com
Web: sumerinstrument.com