恒温晶振与温补晶振的区别
晶振简介(OCXO恒温、

晶振简介(OCXO恒温、 MCXO数补、VCXO压控、VCTCXO、VCOCXO)各种晶振简介1. 普通晶振Packaged Crystal Oscillator(PXO):是⼀种没有采取温度补偿措施的晶体振荡器,在整个温度范围内,晶振的频率稳定度取决于其内部所⽤晶体的性能,频率稳定度在10-5量级,⼀般⽤于普通场所作为本振源或中间信号,是晶振中最廉价的产品。
2. 温补晶振Temperature Compensated Crystal Oscillator(TCXO):是在晶振内部采取了对晶体频率温度特性进⾏补偿,以达到在宽温温度范围内满⾜稳定度要求的晶体振荡器。
⼀般模拟式温补晶振采⽤热敏补偿⽹络。
补偿后频率稳定度在10-7~10-6量级,由于其良好的开机特性、优越的性能价格⽐及功耗低、体积⼩、环境适应性较强等多⽅⾯优点,因⽽获⾏了⼴泛应⽤。
3. 压控晶振Voltage Controlled Crystal Oscillator(VCXO):是⼀种可通过调整外加电压使晶振输出频率随之改变的晶体振荡器,主要⽤于锁相环路或频率微调。
压控晶振的频率控制范围及线性度主要取决于电路所⽤变容⼆极管及晶体参数两者的组合 4. 恒温晶振Oven Controlled Crystal Oscillator(OCXO):采⽤精密控温,使电路元件及晶体⼯作在晶体的零温度系数点的温度上。
中精度产品频率稳定度为10-7~10-8,⾼精度产品频率稳定度在10-9量级以上。
主要⽤作频率源或标准信号 5. 电压控制-温补晶体振荡器(VCTCXO)温度补偿晶体振荡器和电压控制晶体振荡器结合。
6. 电压控制-恒温晶体振荡器(VCOCXO)恒温晶体振荡器和电压控制晶体振荡器结合。
晶振的应⽤:晶体振荡器被⼴泛应⽤到军、民⽤通信电台,微波通信设备,程控电话交换机,⽆线电综合测试仪,BP机、移动电话发射台,⾼档频率计数器、GPS、卫星通信、遥控移动设备等。
晶振选型指南

恒温晶振、温补晶振选用指南晶体振荡器被广泛应用到军、民用通信电台,微波通信设备,程控电话交换机,无线电综合测试仪,BP机、移动电话发射台,高档频率计数器、GPS、卫星通信、遥控移动设备等。
它有多种封装,特点是电气性能规范多种多样。
它有好几种不同的类型:电压控制晶体振荡器(VCXO)、温度补偿晶体振荡器(TCXO)、恒温晶体振荡器(OCXO),以及数字补偿晶体振荡器(MCXO或DTCXO),每种类型都有自己的独特性能。
如果您需要使您的设备即开即用,您就必须选用VCXO或温补晶振,如果要求稳定度在0.5ppm以上,则需选择数字温补晶振(MCXO)。
模拟温补晶振适用于稳定度要求在5ppm~0.5ppm之间的需求。
VCXO只适合于稳定度要求在5ppm以下的产品。
在不需要即开即用的环境下,如果需要信号稳定度超过0.1ppm 的,可选用OCXO。
频率稳定性的考虑晶体振荡器的主要特性之一是工作温度内的稳定性,它是决定振荡器价格的重要因素。
稳定性愈高或温度范围愈宽,器件的价格亦愈高。
工业级标准规定的-40~+75℃这个范围往往只是出于设计者们的习惯,倘若-30~+70℃已经够用,那么就不必去追求更宽的温度范围。
设计工程师要慎密决定特定应用的实际需要,然后规定振荡器的稳定度。
指标过高意味着花钱愈多。
晶体老化是造成频率变化的又一重要因素。
根据目标产品的预期寿命不同,有多种方法可以减弱这种影响。
晶体老化会使输出频率按照对数曲线发生变化,也就是说在产品使用的第一年,这种现象才最为显著。
例如,使用10年以上的晶体,其老化速度大约是第一年的3倍。
采用特殊的晶体加工工艺可以改善这种情况,也可以采用调节的办法解决,比如,可以在控制引脚上施加电压(即增加电压控制功能)等。
与稳定度有关的其他因素还包括电源电压、负载变化、相位噪声和抖动,这些指标应该规定出来。
对于工业产品,有时还需要提出振动、冲击方面的指标,军用品和宇航设备的要求往往更多,比如压力变化时的容差、受辐射时的容差,等等。
5g设备中的晶振

5g设备中的晶振
5G设备中的晶振属于晶振大家族中的高端有源晶振系列(别称:石英晶体振荡器,钟振,OSC)。
其主要类型和特点如下:
- 普通晶体振荡器(OSC):通常用作微处理器的时钟器件。
- 电压控制式晶体振荡器(VCXO):精度较高,通常用于锁相环路。
- 温度补偿式晶体振荡器(TCXO):采用温度敏感器件进行温度频率补偿,频率精度更高,通常用于通信设备,如手机,GPS 定位等。
- 恒温控制式晶体振荡器(OCXO):将晶体和振荡电路置于恒温空间内,以消除外围环境温度变化对频率的影响。
OCXO 频率精度最高,其输出频率的稳定性较以上三种类型振荡器也属于最高,通常被应用在对精度有极高要求的特殊领域,如军工,航空航天。
随着5G技术的不断发展,高端有源晶振的封装尺寸也日益小型化,目前常见的封装尺寸有:3.2x2.5mm、2.5x2.0mm、2.0x1.6mm。
这些小型化的晶振为超薄携带型设备提供了良好的条件,也为5G网络设备的高速处理和高精度处理提供了保障。
恒温晶振 预热 时间

恒温晶振预热时间
恒温晶振的预热时间是一个重要的参数,它指的是晶振在开始正常工作之前需要进行的稳定温度运行时间。
预热时间的长短直接影响到晶振的性能稳定性和精度。
一般来说,晶振的预热时间取决于晶振的类型、封装、工作温度范围等因素。
首先,从晶振类型角度来看,例如TCXO(温补晶振)和OCXO (高稳定性温补晶振)相对于普通的晶振,由于其内部结构和工作原理的不同,预热时间也会有所差异。
一般来说,TCXO的预热时间在几分钟到十几分钟不等,而OCXO可能需要数小时的预热时间。
其次,晶振的封装形式也会对预热时间造成影响。
通常来说,大型封装的晶振由于热容量较大,预热时间可能会更长,而微型封装的晶振则可能需要较短的预热时间。
此外,工作温度范围也是影响预热时间的因素之一。
在较宽温度范围内工作的晶振,由于需要适应不同温度下的工作环境,其预热时间可能会相对较长。
需要注意的是,预热时间是为了让晶振内部的温度稳定在工作
温度附近,以确保其性能稳定。
在实际应用中,为了获得更好的性能,一般建议按照晶振厂家提供的规定预热时间进行操作。
总的来说,预热时间是确保晶振正常工作的重要环节,需要根据具体的晶振类型、封装形式和工作环境来确定合适的时间长度。
在实际使用中,严格遵守厂家的规定,并结合实际情况进行调整,可以更好地发挥晶振的性能。
晶体振荡器(XO)与压控温补振荡器(VCTCXO)之比较

XO全名是Crystal Oscillator,晶体震荡器,当晶体受到外力作用时,在它的某些表面会产生电荷,这种现象称为压电效应,如下图[1] :利用这特性,厂商会把晶体作切割,让它震荡出特定的频率。
理想上,当然希望震荡频率不管在任何温度下,都很稳定,不要飘移,然而事实上,XO的震荡频率,很难不随着温度而有所漂移,于是有人把XO加入电压控制与温度补偿的技术使其震荡频率不管在任何温度下,都能尽可能稳定这就是VCTCXO ( Voltage Controlled Temperature Compensation XO),如下图[1] :由上图可看出,震荡频率方面,VCTCXO比XO的稳定多了不管是高温还是低温。
但与XO相比,VCTCXO也有一些缺点,例如成本高,另外因为VCTCXO需要一组控制电压的讯号,TRK_LO_ADJ,而TRK_LO_ADJ以PDM(Pulse Density Modulation)波形传送控制讯号,有很强的谐波成份,因此都需要额外的RC低通滤波器[3]。
这增加了成本与空间,在空间极为有限的手机产品中,空间的缩减是一大考虑。
而XO不仅比VCTCXO便宜,在空间的缩减上,也比VCTCXO省空间,而耗电流也比VCTCXO小,且温度承载范围,也比VCTCXO来的广。
因此高通平台在7系列,采用的是VCTCXO,但到了8系列,几乎一律采用XO[1]。
而XO与VCTCXO 的比较如下:为了克服XO频率稳定度不高的缺失,其校正会比VCTCXO来的复杂,由于XO 的震荡频率,会随温度改变,如果把XO在不同温度下的震荡频率飘移程度,用图形表示,横轴为温度,纵轴为震荡频率飘移程度,即FT 曲线( Frequency-Temperature Curve ),每颗XO都有这样的曲线,该曲线若用方程式表示,如下式:不同的参数值,会有不同的FT曲线,所以XO的校正,就是找出最佳曲线的参C,就是室温下( 25度~ 30度),所对应到的频率飘移。
晶振介绍

石英晶体振荡器石英晶体振荡器是由品质因素极高的谐振器(石英晶体振子)和振荡电路组成。
晶体的品质、切割取向、晶体振子结构及电路形式等因素共同决定了振荡器的性能。
它是目前精确度和稳定度最高的振荡器,广泛应用于全球定位系统(GPS)和移动通信等各种系统中国际电工委员会(IEC)将石英晶体振荡器分为4类:恒温晶体振荡器(OCXO)温度补偿晶体振荡器(TCXO)普通晶体振荡器(SPXO)压控晶体振荡器(VCXO)1) 恒温晶体振荡器(以下简称OCXO)这类型晶振对温度稳定性的解决方案采用了恒温槽技术,将晶体置于恒温槽内,通过设置恒温工作点,使槽体保持恒温状态,在一定范围内不受外界温度影响,达到稳定输出频率的效果。
这类晶振主要用于各种类型的通信设备,包括交换机、SDH传输设备、移动通信直放机、GPS接收机、电台、数字电视及军工设备等领域。
根据用户需要,该类型晶振可以带压控引脚。
OCXO 的工作原理如下图3所示:OCXO的主要优点是,由于采用了恒温槽技术,频率温度特性在所有类型晶振中是最好的,由于电路设计精密,其短稳和相位噪声都较好。
主要缺点是功耗大、体积大,需要5分钟左右的加热时间才能正常工作等。
2) 温度补偿晶体振荡器(以下简称TCXO)。
其对温度稳定性的解决方案采用了一些温度补偿手段,主要原理是通过感应环境温度,将温度信息做适当变换后控制晶振的输出频率,达到稳定输出频率的效果。
传统的TCXO是采用模拟器件进行补偿,随着补偿技术的发展,很多数字化补偿大TCXO开始出现,这种数字化补偿的TCXO 又叫DTCXO,用单片机进行补偿时我们称之为MCXO,由于采用了数字化技术,这一类型的晶振再温度特性上达到了很高的精度,并且能够适应更宽的工作温度范围,主要应用于军工领域和使用环境恶劣的场合。
3) 普通晶体振荡器(SPXO)。
这是一种简单的晶体振荡器,通常称为钟振,其工作原理中去除“压控”、“温度补偿”和“AGC”部分,完全是由晶体的自由振荡完成。
温度补偿晶振

温度补偿晶振温度补偿晶振,又称为温度补偿型晶振或温度补偿晶体管(Temperature Compensated Crystal Oscillator, TCXO),是一种能够自动调整晶振频率以应对环境温度变化的电子元件。
它通常被用于无线通信、卫星导航、计时设备、军事应用等领域中,因为这些应用需要高精度的频率稳定性和可靠性。
一般来说,晶振频率会随着温度的变化而发生变化,这是因为晶振石英晶体的性质随温度变化而变化所致。
当温度变化时,晶体的物理特性随之改变,导致晶体的共振频率发生变化。
由于晶振是许多电子设备中基本的时钟信号源,所以这种频率的变化会导致设备无法正常工作,甚至损坏设备。
为了解决这个问题,工程师们研发了温度补偿晶振。
温度补偿晶振的基本原理是利用温度感测器来感测环境温度的变化,并通过外部电路将温度补偿信号导入到晶振电路中,使晶振在不同温度下保持相同的频率。
温度补偿晶振一般采用两种不同的温度感测器:热敏电阻(Thermistor)和温度传感器(Thermocouple)。
热敏电阻是一种可以测量温度变化的电阻,它的电阻值随温度变化而变化。
温度传感器可以测量温度变化并将其转化为电压信号输出。
当环境温度发生变化时,温度感测器会感受到这种变化并相应地改变电阻或电压输出。
将这个变化的信号送到温度补偿晶振的终端,温度补偿晶振就可以根据这个信号对自身的频率进行调整。
因此,晶振的频率就可以保持在设定的值附近,而不受环境温度的影响。
需要注意的是,温度补偿晶振虽然可以抵消环境温度变化带来的频率变化,但仍然可能受到其他因素的干扰,如机械冲击、电磁干扰和电力波动等。
因此,在实际应用中,需要采取相应的措施来最大程度地减少这些干扰的影响。
总的来说,温度补偿晶振是一种高精度、可靠的电子元件,它可以在广泛的应用中确保设备的高精度工作。
随着科技的不断进步,温度补偿晶振的性能和应用场景也在不断扩展和升级,这将为电子技术的发展带来更多的可能性。
晶振主要参数

晶振主要参数介绍晶振是一种被广泛应用于电子设备中的关键元件,它能够产生一定频率的交变电场,用于驱动数字系统的时钟信号。
晶振的主要参数是指影响晶振性能和稳定性的关键指标,包括频率稳定性、频率漂移、负载能力等。
本文将详细介绍晶振的主要参数,以及这些参数对晶振性能的影响。
频率稳定性频率稳定性是晶振的一个重要参数,它指的是晶振输出频率的稳定程度。
频率稳定性可以通过频率偏差来描述,即晶振输出频率与额定频率之间的差异。
频率稳定性的单位通常为ppm(百万分之一)。
晶振的频率稳定性取决于晶振内部的谐振器结构和工艺技术。
一般来说,晶振的频率稳定性越高,其输出的时钟信号越准确可靠。
频率漂移频率漂移是指晶振输出频率随环境温度变化而发生的变化。
由于晶体的物理特性受温度的影响,晶振的频率也会随温度的变化而发生漂移。
频率漂移通常用ppm/℃(百万分之一/摄氏度)来表示,它可以通过温度系数来计算,即单位温度变化下频率发生的变化。
频率漂移对于某些应用场合来说非常重要,特别是对于需要高精度时钟信号的系统。
原因频率漂移的主要原因是晶体振荡器内部晶体的温度特性。
晶体振荡器中的振荡回路包含晶体谐振器,而晶体谐振器的频率与其温度特性密切相关。
晶体振荡器在工作过程中会产生一定的热量,这将会影响晶体振荡器的温度,从而导致频率漂移。
不同品牌和型号的晶振在频率漂移方面表现也有所不同,所以在选择晶振时需要考虑其频率漂移特性。
解决方法为了解决频率漂移问题,可以采取以下方法:1.选择温度补偿晶振:温度补偿晶振是一种内部集成了温度补偿电路的晶振,它能够根据温度变化自动调整其输出频率,从而达到抵消频率漂移的效果。
2.冷却措施:对于一些特殊应用场合,可以采取冷却措施来降低晶振的工作温度,从而减小频率漂移。
负载能力负载能力是晶振的另一个重要参数,它指的是晶振能够驱动的最大负载电容。
晶振内部的谐振器结构会产生振荡信号,这个信号需要通过负载电容来加载,负载能力可以用来描述晶振输出信号的负载能力。
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恒温晶振与温补晶振的区别
恒温晶振与温补晶振都属于晶体振荡器,都是有源晶振,所以组成的震荡电路都需要电源加入才能工作。
下面将简单介绍一下两者的区别。
定义上恒温晶体振荡器简称恒温晶振,英文简称为OCXO(Oven Controlled Crystal Oscillator),是利用恒温槽使晶体振荡器中石英晶体谐振器的温度保持恒定,将由周围温度变化引起的振荡器输出频率变化量削减到最小的晶体振荡器。
OCXO是由恒温槽控制电路和振荡器电路构成的。
通常人们是利用热敏电阻电桥构成的差动串联放大器,来实现温度控制。
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。
恒温晶振温补晶振
工作原理上恒温晶振,由于晶体振荡器的震荡频率会随着温度的变化而变化,故为了保持频率的稳定性,将晶振控制在一个恒定的温度下工作以此来提高晶振的相频特性。
温补晶振,由于晶体振荡器的震荡频率会随着温度的变化而变化,为了抵消温度对晶振频率的影响,控制晶振的谐振电容随温度变化而变化,抵消温度晶体影响提高频率稳定性。
测量精度上一般的恒温晶振要比温补晶振频率稳定度高两个数量级以上。
如温补晶振一般能达到-7量级,而恒温晶振可达到-9量级。
因此恒温晶振一般用于高端测量仪器,如频率计、信号发生器、网络分析仪等。
而温补晶振的开机特性较好。
恒温晶振就算采用现在最好的加热元件,也需要一个加温过程。
想达到-7量级,怎么也需要5分钟左右,而达-9以上量级甚至需要一天。
因此开机即。