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您当前所在位置:元器猫> 晶振百科> 如何在温度补偿晶体振荡器(TCXO)数据表上指定温度稳定性?
  • 如何在温度补偿晶体振荡器(TCXO)数据表上指定温度稳定性?
  • 阅读量:363

       温度补偿晶体振荡器(TCXO)在要求频率稳定度为10 ppm或更高的系统中用作频率参考,这通常是标准XO(晶体振荡器)或VCXO(压控晶体振荡器)无法实现的。
  
  这些系统中的频率精度必须考虑由于不稳定性因素引起的频率漂移,包括工作温度,电源电压,输出负载和老化的变化。业界通常定义一组频率稳定性参数,以量化环境因素和电路条件对参考振荡器的影响。这篇文章解释了温度补偿晶体振荡器(TCXO)数据表中的频率稳定性规格,重点是温度稳定性和振荡器初始精度之间的差异。
  
  初始精度/频率公差通常定义为振荡器制造商在出厂时在室温(通常为25°C±3°C)下,振荡器输出频率与指定频率之间的差。它是在典型的电源电压和输出负载条件下测量的。包括变容二极管和相关电路的压控TCXO(VCTCXO)允许改变频率,从而将该值最小化到几乎可以忽略的程度。
  
  温度稳定性是振荡器频率在器件温度范围内变化多少的度量。一种常见的方法是使用“正负”规格(例如:相对于工作温度范围为±2 ppm,参考25°C –温度范围通常为-40至85°C或-20至70°C )。规范告诉我们,如果我们将在25°C下测得的频率定为标称频率,则设备频率将偏离该标称频率之上或之下不超过2 ppm。指定温度稳定性的第二种方法是使用峰峰值或没有参考点的正/负值。在第二种情况下,我们不能说我们知道频率会在额定值以上或以下变化多少,而只是知道总范围是多少。通常,
  
  例如,假设我们有一个TCXO,其技术规格表明其额定频率(f n)为10MHz,初始频率容限为±2 ppm,在-40至85°的工作温度范围内的温度稳定性为±2 ppm。 C。在25°C的标称电压下测试此TCXO的样本,输出的频率(f 1)为10.00001 MHz。该实际部分的初始频率容差计算如下:
  
  该设备通过了初始频率公差规格。然后在整个温度范围内对该器件进行测量,发现该器件的最大/最小峰值输出频率分别为9.99999 MHz和10.00003 MHz。该实际零件的温度稳定性计算如下:
  
  该设备通过了温度稳定性规格。注意,温度稳定度频率误差是相对于在25°C下测得的频率而非标称频率计算的。与室温下的频率偏移不同,无法通过简单的校准方案消除温度漂移。
  
  其他稳定性因素
  
  电源稳定性规定了振荡器频率将随着电源电压的变化而变化。对于电源电压的±5%变化,典型的分数变化范围为±1 ppb至±10 ppb。在电源电压低的TCXO中,电压灵敏度趋于最大。由于在大多数应用中电源几乎可以保持恒定,因此电源稳定性通常并不重要。
  
  负载稳定性指定随着施加到输出端口的负载变化,振荡器频率将变化多少。对于正弦波输出,当负载变化为±10%时,典型的分数频率变化范围为±0.2 ppm至±10 ppb。由于在大多数应用中可以使负载几乎恒定,因此负载稳定性通常并不重要。
  
  即使在恒定的工作条件下,由于设备内部的变化,TCXO频率也会随时间变化。系统预算中需要一个随时间变化的频率附加参数。最常用的参数称为第一年老化。第一年老化规定了在恒定电源电压和工作温度(通常为25°C)下连续运行一年后,相对于初始频率的频移极限。
  
  在使用TXCO的应用中,温度通常是频率误差的主要来源。Vectron将温度稳定性定义为在正常工作条件下,振荡器相对于器件在25°C下测得的频率在整个温度范围内的频率变化。Vectron还规定了频率漂移的更重要影响因素,例如电源稳定性,负载稳定性和第一年老化。设计人员在为其系统应用选择TCXO时应考虑所有稳定性标准。