一文了解温补晶振（TCXO）的原理特点、应用及分类

时间： 2023-12-28 来源：YXC扬兴晶振公众号

技术问答

温度补偿晶体振荡器（TCXO）是一种能够在不同温度条件下保持稳定频率的晶振。TCXO常被用于对频率稳定性要求较高的应用场景，特别是在需要在广泛温度范围内工作的设备中。以下是TCXO的分类和应用领域：

温补晶振分类

●压控温补晶振：通过晶振电压控制端子调整压控电压，可以调整晶振频率精度

●TCXO(温补晶振)：它是一种带有附加温度补偿电路的石英晶体振荡器，以减少因环境温度变化而引起的振荡频率的变化。其温度补偿的原理是通过改变振荡电路中的负载电容，使其随温度变化，来补偿谐振器因环境温度变化而产生的频率漂移。

TCXO中，对石英晶体振子频率温度漂移的补偿方法主要有直接补偿和间接补偿两种类型：

（1）直接补偿型：直接补偿型TCXO是由热敏电阻和阻容元件组成的温度补偿电路，在振荡器中与石英晶体振子串联而成的。在温度变化时，热敏电阻的阻值和晶体等效串联电容容值相应变化，从而抵消或削减振荡频率的温度漂移。该补偿方式电路简单，成本较低，节省印制电路板（PCB）尺寸和空间，适用于小型和低压小电流场合。但当要求晶体振荡器精度小于±1pmm时，直接补偿方式并不适宜。

（2）间接补偿型：间接补偿型又分模拟式和数字式两种类型。模拟式间接温度补偿是利用热敏电阻等温度传感元件组成温度－电压变换电路，并将该电压施加到一支与晶体振子相串接的变容二极管上，通过晶体振子串联电容量的变化，对晶体振子的非线性频率漂移进行补偿。该补偿方式能实现±0.5ppm的高精度，但在3V以下的低电压情况下受到限制。数字化间接温度补偿是在模拟式补偿电路中的温度—电压变换电路之后再加一级模/数（A/D）变换器，将模拟量转换成数字量。该法可实现自动温度补偿，使晶体振荡器频率稳定度非常高，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。

温补晶振的原理

TCXO使用温度传感器来监测环境温度，并通过反馈回路对晶体振荡器的频率进行补偿。当环境温度发生变化时，TCXO会自动调整晶体振荡器的控制电压，以抵消温度引起的频率偏移。这种温度补偿机制使得TCXO能够提供高度稳定的频率输出，适用于各种温度变化环境。

温补晶振的特点

●温度补偿：具备温度补偿功能，能够在不同温度下维持相对稳定的频率输出。

●高稳定性：相对于一般的晶振，TCXO 提供更高的频率稳定性，尤其是在广泛的温度范围内。

●精密度高：TCXO 的设计旨在提供高精度的时钟信号，适用于需要高度时间准确性的应用。

●低相噪声：一些 TCXO 设计还可以提供低相噪声（phase noise），这对于一些对信号干扰敏感的应用尤为重要，比如通信系统。

●低功耗：在一些移动设备和电池驱动的应用中，TCXO 通常设计为低功耗，以延长电池寿命。

温补晶振应用领域

1. 通信领域：

移动通信设备、基站和卫星通信系统对频率稳定性要求极高。TCXO可以在不同的温度和环境条件下提供可靠的频率稳定性，确保通信系统的性能。

2. 全球定位系统（GPS）：

GPS接收机需要高度准确的时钟源，以确保定位精度。TCXO被广泛用于GPS设备，以提供在不同温度下稳定的时钟信号。

3. 军事应用：

军事通信、雷达和导航系统通常在严苛的环境条件下工作，包括极端温度。TCXO在这些应用中能够提供可靠的频率稳定性，确保设备在各种条件下都能正常运行。

4. 无线局域网和蓝牙设备：

无线通信设备，如WLAN路由器和蓝牙设备，需要稳定的时钟源来确保通信的可靠性和稳定性。TCXO可以提供所需的频率精度

YXC温补晶振优势

●宽频率范围：10MHz-1500MHz

●工作温度：-30+ 85℃、-40+ 85℃

●高稳定：TCXO能够在广泛的温度范围内提供稳定的频率输出，减小了温度变化对设备性能的影响。

●小尺寸、低功耗：最小尺寸可达2.0mm*1.6mm

YXC温补晶振系列

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