关于TCXO温补晶振基础知识

时间： 2024-07-27 来源：晶科鑫官网

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TCXO,温补晶振,温度补偿晶体振荡器,Temperature Compensated Crystal Oscillator

本文中深圳市晶科鑫实业有限公司主要是想给大家讲解一下TCXO 温补晶振的一些基础知识和一些重要的性能参数，给大家在选购TCXO温度补偿晶体振荡器时有一个简单的了解！

TCXO英文全称Temperature Compensated Crystal Oscillator温度补偿晶体振荡器，TCXO温补晶振，大部分TCXO温补晶振周围是没有外壳，所以不能防止环境温度影响频率。而TCXO内部结构图，则取而代之的是，TCXO包含一个补偿网络(热敏电阻)，该网络能够感测环境温度的变化，并调整施加在晶体上的电压，使其与这些变化完全相反。以这种方式校正电压可以抵消周围空气温度变化的影响，并保持频率稳定。

标准TCXO温补晶振内部结构图

标准的TCXO温补晶振产品具有相当多的性能参数。一些最常见的性能数据总结如下：

TCXO温补晶振ppm精度性能：TCXO的温度性能优于普通晶体振荡器。普通晶体振荡器的频率稳定性，常温为±10ppm或更大，温度频率精度为±20ppm乃至更大，而TCXO温补晶振常温25℃时为±1.5ppm乃至更小，而温度稳定性可以从±0.1ppm~±2.0ppm，精度可以看到好到10到40倍的改善。

功耗：鉴于需要额外的电路，TCXO的功耗将大于普通振荡器。此外，成本也更高。还应记住的是，TCXO温补晶振在启动后需要一小段时间才能稳定下来。这个时间可能是100ms，也可能更长，取决于设计。

TCXO可以根据其设计方式和最终用户的要求提供各种封装。最常见的结构形式是在小型印刷电路板上构建电路，该电路板可安装在板状金属封装中。这样就可以安装到整个设备的主电路板上。由于晶体本身是密封的，这意味着整个TCXO封装的密封性并不重要，甚至在大多数应用中都不需要密封。

TCXO封装：TCXO可以根据其设计方式和最终用户的要求以各种封装形式提供。目前最常见的结构方式也是像普通晶体振荡器一样的贴片封装和插件封装，比较特殊点的结构形式是在小型印刷电路板上构建电路，该电路板可以装在电镀金属封装中。然后，这适用于安装到整个设备的主电路板上。由于晶体本身是密封的，这意味着整个TCXO封装的密封并不重要，甚至大多数应用都不需要密封。目前TCXO温补晶振产品贴片封装系列最小尺寸可以做到SMD1612(1.6×1.2)，比较常规的尺寸有SMD1612(1.6×1.2)、SMD2016(2.0×1.6)、SMD2520(2.5×2.0)、SMD33225(3.2×2.5)、SMD5032(5.0×3.2)、SMD7050(7.0×5.0)、SMD1409(14.0×9.0)等，插件封装主要有全尺寸DIP14(20×12)这个系列。

输出信号：TCXO温补晶振我们常见的输出信号有削峰正弦波和CMOS较多，有少部分输出信号有LVDS、LVPECL、HCSL、CML等差分信号输出。但是较多的还是削峰正弦波，相对CMOS输出信号，优点有非谐波抑制、电磁干扰减少、温度稳定性好、相位噪声好、低功率、频率稳定性好等优点。如果需要正弦波输出，则必须在一开始就选择正弦波输出，但这就将限制可供选择的范围。

图为削峰正弦波输出波形（在正弦波的波峰上削峰,其波形更接近于方波CMOS）

电源要求：实际功率要求取决于设备。但市场上主流的供电电压采用3.3V的供电，功耗可能最低至2.0 mA，如果使用1.8V的电源供电，功耗可做到更低，削峰正弦波的功耗要比CMOS的功耗要低，差分信号输出则功耗更高。

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