目前為止TCXO晶振的應用可以說是十分常見的了，它的作用的使用的產品范圍，很多工程和采購都知道，然而你認為，我們真的完全了解TCXO溫補晶振，并且已經使用得爐火純青了嗎？雖然在電子元件市場上，很容易就能購買到符合要求的TCXO，而且價格算不上高昂，可大多數人都是知道TCXO晶振表面一層基礎而已。它是如何工作的，有多少種補償方式，有什么功能，也許很多人都是一無所知，那么接下來，由晶振廠家金洛鑫電子為大家揭曉！

如果需要的標準達不到溫度穩定性要求的時候，TCXO晶振是一定要其他振蕩器，如SPXO晶振，VCXO振蕩器的。其溫度穩定性參數是頻率隨溫度變化的情況量度再以兩種方式定義。有一種常用的方式是利用±規格，比如說±0.28ppm，和工作溫度范圍對應，通過是25℃，-20°C到70°C和-40至85°C是常見的兩種溫度范圍。假如把25℃的頻率設置成為標稱值，可能導致設備的頻率會偏差或者高于標稱頻率不超過±0.28ppm。這和指定溫度穩定性不一樣，屬于第二種方式。就算用峰值或者僅±去沒有參考點的值。在這第二種的情形下，也許我們不知道標稱頻率會發生怎樣的變化，但是總的范圍是知道的，設備是使用定義參考點的±值指定。

TCXO對工程師很有用，因為它們可以在10到40倍之間的任何地方使用溫度穩定性比標準VCXO具有相同的功耗和占用面積板。TCXO彌合了標準XO或VCXO與OCXO恒溫晶振之間的差距，這些差距更大需要更多動力才能運行。推動技術的目的是降低功耗降低成本，因此TCXO為功耗和成本敏感的應用提供了良好的中端解決方案。

圖1是不同石英晶體振蕩器類型的典型溫度穩定性的示意圖，范圍從標準VCXO的50ppm到高性能OCXO的0.2ppb。軸反轉使得曲線在增加溫度穩定性的方向上增長.TCXO穩定性范圍涵蓋了VCXO和OCXO之間的中間位置（在某些情況下還可以保留一些OCXO性能）。

圖1.各種振蕩器類型的溫度穩定性范圍

TCXO溫度穩定性水平（從5ppm到50ppb）通常是必要的，因為振蕩器是在沒有外部頻率的系統中，可以在自由運行模式下獨立運行參考，或作為合成器的固定頻率參考，TCXO溫補晶振在開環操作中驅動aDDS（直接數字合成）以及DDS而非TCXO被“鎖定”到外部參考的位置。

后一種情況（TCXO是開環，頻率在DDS設置）正變得越來越普遍，因為設計人員發現他們可以使用DDS解決方案實現更好的頻率分辨率通過數模轉換器轉向TCXO晶振。因為轉向是在DDS中完成的而不是振蕩器，設計師需要能夠對頻率如何做出某些假設固定參考值將隨溫度變化，以便他們可以規劃鎖相的設計循環相應。由于靈活性，它們允許溫度補償晶振用于大量頻率控制應用程序，但一個重要的領域是小型蜂窩基站（femto，micro和pico）被用作定時分配芯片的固定頻率源。

TCXO如何運作：

在非常基本的術語中，TCXO CRYSTAL通過采用感應溫度補償網絡來運行環境溫度并將晶體拉至其標稱值。基本振蕩器電路和輸出級與VCXO中的預期相同。圖2是簡化的TCXO功能框圖。

圖2.TCXO功能塊

這個想法是補償網絡驅動牽引網絡，然后調整振蕩器的頻率。

圖3是發生了什么的概述-未補償的晶體頻率響應溫度（紅色）就像一個三階多項式曲線（如果你采用振蕩器非線性，更像是第五個），所以補償網絡的目標為了抵消溫度對晶體的影響，產生的電壓實際上是關于晶體曲線溫度軸的鏡像。補償電壓顯示為藍色，得到的頻率/溫度曲線以綠色顯示。

圖3.溫度補償

實現這一目標的方法隨著時間而改變。使用的第一種方法之一是直接補償技術，其中使用熱敏電阻，電容器和電阻器網絡來直接控制有源晶振的頻率。溫度的變化會導致熱敏電阻（圖4中的RT1和RT2）發生變化，這會導致網絡的等效串聯電容發生變化-這反過來會改變晶體上的電容負載，從而導致振蕩器頻率的變化。

圖4.直接補償

在隨后的開發中（圖5中所示的間接補償）熱敏電阻網絡（RT1至RT3）和電阻器（R1至R3）用于產生溫度相關的電壓。輸出電壓網絡被過濾，然后用于驅動變容二極管，變換晶體上的負載，再次產生頻率變化。

圖5間接補償

當前的方法將補償網絡和拉網絡集成到集成電路中（如圖6所示），補償網絡的作用由一組總和的運算放大器起作用一起產生溫度的3階或5階函數。與間接補償方法一樣該電壓用于驅動變容二極管，進而改變振蕩器的輸出頻率。由于晶體特性的變化意味著沒有“一刀切”的功能，因此在此期間得出了解決方案溫補振蕩器的溫度測試。兩個電容器陣列用于在室溫下調節頻率到標稱值，然后在期間獲得溫度補償功能所需的設置測試并存儲在片上存儲器中。

圖6綜合補償

最后一種方法通常被稱為“數字控制模擬補償”，并且常見因為可以在a中提供的功能量，所以在小型TCXO設計中單ASIC。

最后再為大家獻上關于溫補振蕩器的一些小知識，首先TCXO系列的很多料號都不是高頻率的，常用的頻點是12.288MHz，19.200MHz，20.000MHz，26.000MHz，38.400MHz等；在所有振蕩器類型中，溫補晶振的精度是最高的，范圍在±0.5ppm~±2.0ppm之間，其他振蕩器大部分都是±10ppm~±100ppm比較多；目前TCXO系列最小的尺寸可以做到1.6*1.2mm，做得比較好的品牌主要有KDS晶振，愛普生晶振，京瓷晶振，NDK晶振，ECS晶體，TXC晶振等頻率元件制造商。