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淺析晶振設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間:2022-03-18 點(diǎn)擊量:358
變?nèi)荻O管D兩端所加電壓(即補(bǔ)償電壓)由溫補(bǔ)網(wǎng)絡(luò)輸出,溫補(bǔ)網(wǎng)絡(luò)隨溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)輸出電壓,變?nèi)荻O管容量隨之改變,以抵消諧振器頻率隨溫度的變化,可使輸出頻率基本不變。溫補(bǔ)網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)償電壓的測(cè)量多為人工手動(dòng)完成。用小功率直流電壓源代替溫補(bǔ)網(wǎng)絡(luò),改變溫度到目標(biāo)點(diǎn)并保溫,然后調(diào)節(jié)電壓源輸出,使振蕩器輸出達(dá)到中心頻率,此時(shí)電壓源輸出即為該溫度點(diǎn)的補(bǔ)償電壓;在各測(cè)試溫度點(diǎn)重復(fù)以上操作,得到一組數(shù)據(jù),即V-T曲線數(shù)據(jù)。這種手動(dòng)測(cè)量方法效率低下,人力成本較高,而且手工記錄測(cè)試數(shù)據(jù),容易產(chǎn)生誤差,難以實(shí)現(xiàn)精確快速的優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)。晶振溫補(bǔ)晶振即溫度補(bǔ)償晶體振蕩器(TCXO)圖4.直接補(bǔ)償在隨后的開發(fā)中(圖5中所示的間接補(bǔ)償),熱敏電阻(RT1至RT3)和電阻(R1至R3)的網(wǎng)絡(luò)用于產(chǎn)生與溫度相關(guān)的電壓.對(duì)網(wǎng)絡(luò)的輸出電壓進(jìn)行濾波,然后用于驅(qū)動(dòng)變?nèi)荻O管,該變?nèi)荻O管改變晶振上的負(fù)載,再次導(dǎo)致頻率變化.,是通過(guò)附加的溫度補(bǔ)償電路使由周圍溫度變化產(chǎn)生的振蕩頻率變化量削減的一種石英晶體振蕩器。晶振(1)直接補(bǔ)償型直接補(bǔ)償型TCXO是由熱敏電阻和阻容元件組成的溫度補(bǔ)償電路,在振蕩器中與石英水晶振子串聯(lián)而成的。在溫度變化時(shí),熱敏電阻的阻值和晶體等效串聯(lián)電容容值相應(yīng)變化,從而抵消或削減振蕩頻率的溫度漂移。該補(bǔ)償方式電路簡(jiǎn)單,成本較低,節(jié)省印制電路板(PCB)尺寸和空間,適用于小型和低壓小電流場(chǎng)合。但當(dāng)要求晶體振蕩器精度小于±1pmm時(shí),直接補(bǔ)償方式并不適宜。晶振恒溫晶振是將石英晶體裝入一個(gè)保溫箱中,并將其溫度加溫到石英晶體溫度曲線高溫拐點(diǎn)溫度,使晶體始終工作在恒溫環(huán)境中集成電路是一種超微型的電子元器件,一個(gè)電路中有晶振器、晶體管、電容電阻及電感等元器件相互連線組成。今天小揚(yáng)給大家談一談?dòng)性淳д?,無(wú)源晶振與集成電路有何聯(lián)系,讓大家能快速了解與學(xué)習(xí)。首先,我們了解一下什么是單片機(jī)?單片機(jī),英文稱為Microcontrollers,是一種集成電路芯片,簡(jiǎn)寫為MCU,是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU、隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、只讀存儲(chǔ)器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器等功能(可能還包括顯示驅(qū)動(dòng)電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器等電路)集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng),在工業(yè)控制領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。從上世紀(jì)80年代,由當(dāng)時(shí)的4位、8位單片機(jī),發(fā)展到現(xiàn)在的300M的高速單片機(jī)。。有些高端恒溫晶振還要加雙層恒溫槽,以達(dá)到更高的精度。溫補(bǔ)晶振是利用熱敏電阻搭成溫補(bǔ)網(wǎng)絡(luò),通過(guò)計(jì)算來(lái)補(bǔ)償石英晶體溫度頻率曲線使其平滑,來(lái)實(shí)現(xiàn)在寬溫度范圍的頻率穩(wěn)定度。晶振石英晶體諧振器的發(fā)展及其在無(wú)線系統(tǒng)中的應(yīng)用,由于TCXO具有較高的頻率穩(wěn)定度,而且體積小,在小電流下能夠快速啟動(dòng),其應(yīng)用領(lǐng)域重點(diǎn)擴(kuò)展到移動(dòng)通信系統(tǒng)。TCXO作為基準(zhǔn)振蕩器為發(fā)送信道提供頻率基準(zhǔn),同時(shí)作為接收通道的第一級(jí)本機(jī)振蕩器;另一只TCXO作為第2級(jí)本機(jī)振蕩器,將其振蕩信號(hào)輸入到第2變頻器晶振(1)測(cè)試出補(bǔ)償電壓一溫度曲線(V-T曲線);(2)根據(jù)V-T曲線數(shù)據(jù),計(jì)算熱敏網(wǎng)絡(luò)中各電阻的阻值;(3)裝配溫補(bǔ)網(wǎng)絡(luò),測(cè)試成品振蕩器f-T曲線,評(píng)價(jià)論證補(bǔ)償效果。可以看出,獲得準(zhǔn)確的V-T曲線參數(shù)是溫補(bǔ)晶振設(shè)計(jì)生產(chǎn)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié),直接關(guān)系到振蕩器頻率精度的高低,關(guān)系著成品溫補(bǔ)晶振品質(zhì)的優(yōu)劣。。目前移動(dòng)電話要求的頻率穩(wěn)定度為0.1~2.5ppm(-30~+75℃),但出于成本上的考慮,通常選用的規(guī)格為1.5~2.5ppm。移動(dòng)電話用12~20MHz的TCXO代表性產(chǎn)品之一是VC-TCXO-201C1,采用直接補(bǔ)償方式,,由日本金石(KSS)公司生產(chǎn)。
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