温度补偿晶体振荡器
可编程温度补偿晶体振荡器技术
中图分类号 ： ７２２ ｒ ５ ． Ｉ Ｎ
文献标识码 ： Ａ
Ａ ｏ ｒ ｍｍａ ｌ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｍｐ ｎ ａｅ ｙ ｔｌＯｓ ｉ ａｏ Ｐｒ ｇ ａ ｂ ｅ Ｔｅ ｅ ａｕ ｅ Ｃｏ ｅ ｓ ｔｄ Ｃｒ ｓａ ｃｌ ｔ ｒ ｌ
Ｚ Ｎ ｉ ｍ ｎ ，Ｗ Ｎ ｉ ｔ Ｅ Ｇ Ｑｎ ｇ— ｉ ｇ Ａ ＧＪ ｇ— ａ ｎ ｏ
ｉ ｓ ａｌｎｓ ｅ ２ ． ｍ×１ ｌ×１ ｓ ｍ ｌｉ ｉ （ ０ ４ ｍ ｚ ３ｍｉ ０ｍｍ（ Ｉ １ ） ｗｔ ｕｅｏ Ｍ ｎ ｘｄ ｔ ｈ ｏ ｇ ． ｌ Ｄ Ｐ ４ ） ｉ ｓ ｆ Ｔ ａｄｍｉ ｃ ｎｌｙ ｈ Ｓ ｅ ｅ ｏ Ｋｅ ｏ ｄ ：ｒｇａ ｍ ｂｅｔ ｐ ｒｔｒ ｏ ｐ ｎａｅ ｒｓ ｌ ｓｉａ ｒ Ｔ Ｘ ； ｉｅｔ ｐ ｒｔｒ ｏ ｅ — ｙｗ ｒｓ ｐ ｒｍ ａ ｌ ｅ ｅａ ｅｃｍ ｅ ｓｔ ｃ ｔ ｃ ｌ ｏ（ Ｃ Ｏ） ｗｄ ｍ ｅａ ｅｃｍｐ ｎ ｏ ｍ ｕ ｄ ｙ ａ ｏ ｌｔ ｅ ｕ
ｉ ｓｔｙｎ ．Ｆ ｏ 一５ ％ ｔ ５ ｓ ａ ｆｉｇ ｒｍ ｉ ５ ｏ ８ ％ 。 ｅ ｓ ｂ ｌ ｆ ｑ ｅ ｃ ｓｂ ｔ ｒｔａ ±２ ｐ ｈ ｔ ｔ ｉｔ ｏ ￣ｅ ｕ ｎ ｙｉ ｅｔ ｎ ａ ｉ ｙ ｅｈ ｐ ｍ．Ｔ ｅｃ ｓａ ｓｉａｏ ｈ ｒ ｔｌｏｃｌ ｔｒ ｙ ｌ
（ 中国西 南电子技术研究所 ， 成都 ６０３ ） １０６
摘
要： 介绍 了一种新型的可编程温补晶振 （ Ｃ Ｏ ， Ｔ Ｘ ） 它是在传统的温补 晶振基础上 ， 结合锁相技术
及新工艺研 制而成。该可编程温补晶振输 出频率可以根据用户需要进行再设置 ， 不仅具有传统温补
晶振 的优 点 。 而且使 用灵 活 、 便 。通过 对 １ 方 ０—３０ＭＨ 频 率 范 围 内的 可编程 温补 晶振 的 实验 ， ０ ｚ 已获 得 了很好 的 效果 。在 一 ５ ～ ５ 的温 度 范围 内， 率温 度稳 定度优 于 ± ｐ ５℃ ８ ℃ 频 ２ｐ ｍ。利 用 贴装 、 混合 工 艺等使 晶振 的体积做 到 ２ ． ｍ ×１ ０４ｍ ３ｍｍ×１ ｍ（ Ｉ１ ） ０ｍ ＤＰ４ 。 关 键词 ： 可编 程温补 晶振 ； 温补偿技 术 ； 宽 锁相 技 术
单片机内部时钟受温度影响规律
单片机内部时钟受温度影响规律
单片机内部时钟受温度影响是一个非常重要的问题，因为温度
变化会对时钟频率产生影响，进而影响整个系统的稳定性和性能。
单片机内部时钟通常由晶体振荡器或者RC振荡器提供，这些振荡器
的频率都会随着温度的变化而发生变化。
首先，晶体振荡器的频率会随着温度的变化而发生变化。
晶体
的振荡频率与温度密切相关，一般来说，温度升高会导致晶体的振
荡频率增加，温度降低会导致振荡频率减小。
这是由于晶体的物理
特性在不同温度下会发生变化，从而影响振荡频率。
其次，RC振荡器的频率也会受到温度的影响。
在RC振荡器中，电阻和电容的数值都会随着温度的变化而发生变化，进而影响振荡
器的频率稳定性。
另外，温度变化还会影响单片机内部其他元件的性能，比如晶
体管、电容器等，这些元件的性能变化也会对时钟频率产生影响。
为了解决单片机内部时钟受温度影响的问题，通常可以采取以
下措施，首先，选择温度稳定性好的晶体振荡器和元件，以减小温
度变化对时钟频率的影响；其次，可以在系统中加入温度补偿电路，通过监测温度变化来实时调整时钟频率，以保持系统的稳定性；另外，合理的PCB布局和散热设计也可以减小温度变化对单片机时钟
的影响。
总的来说，单片机内部时钟受温度影响是一个复杂的问题，需
要综合考虑振荡器、元件和系统设计等多个因素，才能有效地解决。
希望以上回答能够对你有所帮助。
温补晶振(TCXO)振荡器
温补晶振（TCXO）振荡器本文档由整理温补晶振由普通化转换成小型化是一个过程,在近十几年中得到稳定长足发展，其中在精密TCXO的研究开发与生产方面，日本居领先和主宰地位。
在70年代末汽车电话用TCXO的体积达20 以上，目前的主流产品降至0.4 ，超小型化的TCXO器件体积仅为0.27 。
在30年中，TCXO的体积缩小了50余倍乃至100倍。
日本京陶瓷公司采用回流焊接方法生产的表面贴装TCXO厚度由4mm降至2mm，在振荡启动4ms后即可达到额定振荡幅度的90%。
金石（KSS）集团生产的TCXO 频率范围为2～80MHz，温度从－10℃到60℃变化时的稳定度为±1ppm或±2ppm；数字式TCXO的频率覆盖范围为0.2～90MHz，频率稳定度为±0.1ppm（－30℃～+85℃）。
日本东泽通信机生产的TCO－935/937型片式直接温补型TCXO晶振，频率温度特性（点频15.36MHz）为±1ppm/－20～+70℃，在5V±5%的电源电压下的频率电压特性为±0.3ppm，输出正弦波波形（幅值为1VPP），电流损耗不足2mA，体积1 ，重量仅为1g。
PiezoTechnology生产的X3080型TCXO采用表面贴装和穿孔两种封装，正弦波或逻辑输出，在－55℃～85℃范围内能达到±0.25～±1ppm的精度。
国内的产品水平也较高，日本爱普生EPSON公司推出的TCXO（32～40MHz）在室温下精度优于±1ppm，第一年的频率老化率为±1ppm，频率（机械）微调≥±3ppm，电源功耗≤120mw。
目前高稳定度的TCXO器件，精度可达±0.05ppm。
高精度、低功耗和小型化，仍然是TCXO的研究课题。
在小型化与片式化方面，面临不少困难，其中主要的有两点：一是小型化会使石英晶振振子的频率可变幅度变小，温度补偿更加困难；二是片式封装后在其回流焊接作业中，由于焊接温度远高于TCXO的最大允许温度，会使晶体振子的频率发生变化，若不采限局部散热降温措施，难以将TCXO 的频率变化量控制在±0.5×10－6以下。
tcxo的ic原理
tcxo的ic原理
TCXO是温度补偿型晶体振荡器（Temperature Compensated Crystal Oscillator）的缩写，是一种能够在不同温度下保持稳定频率输出的晶体振荡器。
TCXO的工作原理涉及晶体振荡器和温度补偿电路。
晶体振荡器的基本原理是利用晶体的谐振特性来产生稳定的频率信号。
晶体振荡器中的晶体通常是石英晶体，当施加电场时，晶体会以其固有的谐振频率振荡，从而产生稳定的频率输出。
然而，晶体振荡器的频率会受到温度变化的影响，导致频率的不稳定性。
为了解决这一问题，TCXO引入了温度补偿电路。
温度补偿电路通常包括温度传感器和补偿电路。
温度传感器用于监测环境温度的变化，补偿电路则根据温度的变化来调整晶体振荡器的工作参数，以使输出频率保持稳定。
一般来说，温度升高会导致晶体的频率增加，而温度下降则会导致频率减小，补偿电路通过调整电路参数来抵消这种影响，从而实现温度变化下的频率稳定输出。
除了温度补偿电路，TCXO还可能包括其他稳频技术，如电压控制振荡器（VCTCXO）或数字温度补偿技术（DTCXO），以进一步提高
频率稳定性和抗干扰能力。
总的来说，TCXO的工作原理是利用晶体振荡器产生稳定频率的基础上，通过温度补偿电路来抵消温度变化对频率稳定性的影响，从而实现在不同温度下的稳定频率输出。
tcxo工作原理
tcxo工作原理摘要：一、TCXO概述二、TCXO工作原理1.恒温晶体振荡器2.温度补偿技术3.输出信号稳定性三、TCXO的应用领域四、TCXO的选购与使用注意事项正文：TCXO（Temperature Compensated Crystal Oscillator，温度补偿晶体振荡器）是一种高精度、高稳定度的晶体振荡器。
它通过温度补偿技术，有效提高了晶体振荡器在不同温度下的输出信号稳定性，广泛应用于通信、计算机、精密测量等领域。
TCXO的工作原理主要包括以下三个方面：1.恒温晶体振荡器：TCXO采用恒温晶体振荡器作为核心部件，晶体振荡器在恒温环境下能够实现较高的稳定度。
为了保证晶体振荡器在温度变化时的稳定性，TCXO采用了温度补偿技术。
2.温度补偿技术：TCXO通过测量环境温度，并根据预先存储的温度-频率曲线，实时调整晶体振荡器的输出频率。
这样一来，即使在温度发生变化时，晶体振荡器的输出频率也能保持稳定。
温度补偿技术主要有两种：一种是数字温度补偿，通过数字信号处理实现频率的调整；另一种是模拟温度补偿，通过模拟电路实现频率的调整。
3.输出信号稳定性：TCXO的输出信号稳定性取决于晶体振荡器的稳定性、温度补偿技术的精度和环境温度的变化。
在实际应用中，TCXO的输出信号稳定性通常能够满足大多数场景的需求。
TCXO的应用领域非常广泛，包括通信基站、卫星通信、导航定位、计算机时钟、精密测量等。
随着科技的不断发展，对时间频率精度要求越来越高，TCXO在未来将继续发挥重要作用。
在选购TCXO时，应注意以下几点：1.频率精度：根据实际应用场景，选择合适的频率精度。
一般而言，频率精度越高，价格也越高。
2.工作温度范围：确保TCXO在工作温度范围内能正常工作。
不同型号的TCXO的工作温度范围不同，选购时需注意。
3.输出信号格式：根据应用需求，选择合适的输出信号格式，如方波、正弦波等。
4.封装形式：根据应用场景和安装空间，选择合适的封装形式。
温补晶振的工作原理
温补晶振的工作原理
温补晶振即温度补偿晶体振荡器(TCXO)，是通过附加的温度补偿电路使由周围温度变化产生的振荡频率变化量削减的一种石英晶体振荡器。
温补晶振术语来自石英晶体振荡器的一种补偿方式已达到产品应用方面的精度要求。
温补晶振定义是将压电石英晶体原有的物理特性(压电效应下频率随温度成三次曲线变化)通过外围电路逆向改变使得石英晶体原有频率随温度的变化尽可能的变小的一种补偿方式所做的石英晶体振荡器。
温补晶振作用
一个温补晶振，可以通过测量温度，然后自动调整外部的匹配电容矩阵(改变接入的电容值)从而使频率变得更准确和稳定。
用温度补偿的方法减少频率失真，因为振荡器工作时由于电阻的作用(晶体管或者集成电路都有内阻)就会有温升，温度升高对半导体影响很大，会使半导体的工作点发生飘移从而导致振荡频率的变化，这些变化对使用者来说影响很大如无线电通讯、本地时钟(单片机或者电脑)要求频率高度稳定，所以开发商生产出具有温度补偿性能的有源振荡器，这些具有温度补偿的晶体振荡器频率变化非常低，可以长期稳定工作提供高稳定性频率基准。
温补晶振工作原理
温补振荡器(TCXO)是通过附加的温度补偿电路使由周围温度变化产生的振荡频率变化量削减的一种石英晶体振荡器。
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，在振荡器中与石英水晶振子串联而成的。
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。
(整理)晶振的原理及特性
我们常说的晶振一般叫做晶体谐振器，是一种机电器件，是用电损耗很小的石英晶体经精密切割磨削并镀上电极焊上引线做成。
这种晶体有一个很重要的特性，如果给他通电，他就会产生机械振荡，反之，如果给他机械力，他又会产生电，这种特性叫机电效应。
他们有一个很重要的特点，其振荡频率与他们的形状，材料，切割方向等密切相关。
由于石英晶体化学性能非常稳定，热膨胀系数非常小，其振荡频率也非常稳定，由于控制几何尺寸可以做到很精密，因此，其谐振频率也很准确。
根据石英晶体的机电效应，我们可以把它等效为一个电磁振荡回路，即谐振回路。
他们的机电效应是机-电-机-电....的不断转换，由电感和电容组成的谐振回路是电场-磁场的不断转换。
在电路中的应用实际上是把它当作一个高Q值的电磁谐振回路。
由于石英晶体的损耗非常小，即Q 值非常高，做振荡器用时，可以产生非常稳定的振荡，作滤波器用，可以获得非常稳定和陡削的带通或带阻曲线。
无源晶体与有源晶振的区别、应用范围及用法：1、无源晶体——无源晶体需要用DSP片内的振荡器，在datasheet上有建议的连接方法。
无源晶体没有电压的问题，信号电平是可变的，也就是说是根据起振电路来决定的，同样的晶体可以适用于多种电压，可用于多种不同时钟信号电压要求的DSP，而且价格通常也较低，因此对于一般的应用如果条件许可建议用晶体，这尤其适合于产品线丰富批量大的生产者。
无源晶体相对于晶振而言其缺陷是信号质量较差，通常需要精确匹配外围电路（用于信号匹配的电容、电感、电阻等），更换不同频率的晶体时周边配置电路需要做相应的调整。
建议采用精度较高的石英晶体，尽可能不要采用精度低的陶瓷警惕。
2、有源晶振——有源晶振不需要DSP的内部振荡器，信号质量好，比较稳定，而且连接方式相对简单（主要是做好电源滤波，通常使用一个电容和电感构成的PI型滤波网络，输出端用一个小阻值的电阻过滤信号即可），不需要复杂的配置电路。
有源晶振通常的用法：一脚悬空，二脚接地，三脚接输出，四脚接电压。
温补晶振是什么呢？
温补晶振是一种石英晶体振荡器，通过其附加的温度补偿电路来减小因环境温度变化而引起的振荡频率的变化。
TCXO通过采用感应温度补偿网络来控制环境温度并将晶体拉至其标称值。
基本振荡器电路和输出级与VCXO中的预期相同。
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。
对于温补晶振是利用热敏电阻等感温元件组成温度-电压转换电路，将电压施加到与晶体振荡器串联的变容二极管上，通过晶体振荡器串联电容的变化来补偿晶体振荡器的非线性频率漂移，这些都是温补晶振。
TCXO的特性决定了它主要用于要求温度稳定性的应用场合。
TCXO 晶振比其他振荡器(如SPXO 晶振和VCXO振荡器)具有更好的温度稳定性。
TCXO弥补了标准XO或VCXO与OCXO恒温晶振之间的差距，后者更大，需要更多的功率来运行。
技术推广的目的是降低功耗和成本，因此TCXO为功耗和成本敏感型应用提供了良好的中档解决方案。
TCXO 晶振的应用可以说是非常普遍，应用范围非常广泛。
在电子元器件市场，很容易买到符合要求的TCXO，而且价格大多不高。
但大多数人只知道TCXO 晶振有一个肤浅的基础。
因为设计师发现可以使用DDS解决方案实现更好的频率分辨率，通过数模转换器转向TCXO 晶振。
因为转向是在DDS而不是振荡器中完成的，所以设计人员需要能够对频率如何，固定的参考值会随温度而变化做出一些假设，这样他们就可以相应地规划锁相的设计周期。
通常的做法是使用规范，比如0.28ppm，对应的是工作温度范围，通常是25。
-20至70和-40至85是两个常见的温度范围。
如果将25的频率设定为标称值，则设备的频率可能偏离或高于标称频率不超过0.28ppm，这与规定的温度稳定性不同，属于第二种方法，使用峰值或仅/-去除无参考点的值。
在第二种情况下，可能不知道标称频率将如何变化，但总范围是已知的，并且使用定义的参考点的值来指定设备。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Temperature Compensated Crystal Oscillators (TCXO, VCTCXO)
表面贴装型TCXO KT7050系列（Smallcell/ Stratum3用）
7.0×5.0mm
■特点
●高精度，高可靠性 ●电源电压 ：可对应2.7 ～ 5.5V ●可选择削峰正弦波/CMOS输出 ●低相噪产品 ●Disable功能（KT7050A）
有关+105℃规格的对应频率，敬请另行咨询。
⑦电源电压
⑧电压控制功能
33
3.3V
T
无电压控制
规格代号※ 带电压控制
⑨个别规格
※ 如需带电压控制，敬 请咨询。
■规格
项
目
输出频率范围
频率容差
电源电压 电流消耗 随时间变化的频率 电压控制范围 输出電圧 L电平输出电压 H电平输出电压 上升/下降 （10% Vcc ～ 90% Vcc） 波形对称
5.08 1.5
1.7 max. 4−0.9
#9
#5
5.0±0.2
#10
#4
#1 #2 #3
4−1.0 #10
6−0.6 #1 #2 #3
#4
#5 #9
1.27 #8 #7 #6 5.08
（单位 ：mm） ■推荐焊盘图案
0.75
#1 #2/3 #4 #5 #6/7 #8 #9 #10
引脚排列 Do not connect (Pin1) Do not connect GND Output Do not connect Tri-state Enable/ Disable connect Vcc Voltage Control (VCTCXO), GND (TCXO)
① ② ③ ④⑤⑥ ⑦ ⑧ ⑨
①系列名称
②焊盘类型
③输出频率
A
10焊盘类型
B
4焊盘类型
④频率温度特性 ⑥上限保证温度
⑤下限保证温度
KAW KAY AAY
④ ±0.28×10−6 ±0.28×10−6 ±0.10×10−6
⑤ −40°C −40°C −40°C
⑥ +85°C +105°C +105°C
格 Max.
40 +0.1 +0.28 +0.1 +5.5
6 +4.6 ±20 — 10% VCC —
8
55 −90 −120 −140 −150 −150
单 位 MHz
×10−6
V mA ×10−6 ×10−6 Vp-p V V ns %
dBc/ Hz
■外形尺寸
KT7050A
7.0±0.2 #8 #7 #6
GND
1.3
7.45
1.8
1.3
5.45
（单位 ：mm）
晶 体 振 荡 器
2.54 0.95
1.2
1.7 max. 2.54
6−0.8 4−0.8
4.20
5.0±0.2
KT7050B
7.01.4
#1
#2
#4
#3
5.08
引脚排列 #1 Voltage Control (VCTCXO), GND (TCXO) #2 GND #3 Output #4 Vcc
CMOS、负载15pF
50% VCC @20MHz
@10Hz offset @100Hz offset @1kHz offset @10kHz offset @100kHz offset
规 Min. 10 −0.1 −0.28 −0.1 +2.7
— −4.6 ±5 0.8 — 90% VCC
—
45 — — — — —
vs 温度（−40 ～ +105°C）
［±（fmax-fmin）/ 2fo］
vs 温度（−40 ～ +85°C/ +105°C）［±（fmax-fmin）/ 2fo］
vs 电源电压
CMOS Output 20years @40℃、温度特性、起始偏差、电源电压变化、含负载变动 正方向（positive）※输入阻抗 100k ohm min Clipped Sine、负载10k ohm / / 10pF CMOS、负载15pF （IOL=4mA） CMOS、负载15pF （IOH=−4mA）
■用途
●5G、Smallcell、Stratum3 ●SONET/ SDH/ Ethernet
RoHS指令对应产品
●符合GR1244-Core & GR253-Core标准 ●根据本公司的试验结果，在Microsemi的“ZLAN-68”应用指南中被推荐。
■型号表示方法 KT7050 □ 20000 □ A □ 33 T xx
Phase Noise
记 号 fo
f_tol
VCC ICC f_age f_cont Vpp VOL VOH Tr/ Tf SYM
—
* 格为标准产品规格，有关其他要求规格，敬请咨询。
包装方式（载带包装 1000个/卷盘）
条
件
标准输出频率 ：10、19.2、20、24.576、26、30.72、38.88、40