用于小型蜂窝应用的改进TCXO技术

TCXO 技术已在手机和 GPS 应用中使用多年。TCXO 是一种温度补偿晶体振荡器，其电压控制引脚上的温度变化校正电压。本应用中使用的 IC 具有温度传感器和 5阶补偿网络，可生成施加到振荡器的校正电压。

TCXO 技术取得了显着进步，提供了曾经是烘箱补偿（有时称为烘箱）晶体振荡器 (OCXO) 的专有领域的时钟解决方案。OCXO 中使用的技术在晶体周围构建了一个加热器，因此该设备可以稳定在单个高温下，而不会暴露在环境温度变化的影响下。

根据题为“数字网络同步接口标准”的美国国家标准协会 (ANSI) 标准 (ANSI/T1.101-1987)，Stratum 3 振荡器在 –40°C 至 85°C 的温度范围内需要 ±0.28 ppm。有一次，这只能使用 OCXO 技术来提供。现在，TCXO 技术是用于支持 Stratum 3 要求的标准技术。

更严格的稳定性

在有限的温度范围内，TCXO 已被推向比 Stratum 3 更严格的稳定性。当前一流的 TCXO 技术能够在 0°C 至 70°C 的温度范围内实现 ±50 ppb 的频率温度稳定性。对 TCXO 补偿效果的限制因素是晶体曲线的纯度以及用于补偿器件的 IC 的阶数和步进分辨率。

表 1 显示了 TCXO 和 OCXO 技术之间的比较。与 OCXO 技术相比，TCXO 的两个最显着优势是更低的功耗和更快的稳定时间。TCXO 通常需要 OCXO 所需电流的 1% 左右，稳定性以秒或几分之一秒为单位进行测量。

表 1. 与一些晶振规格的比较

现有技术

表 1 还显示了 OEM8 产品与标准 TCXO 和 OCXO 技术的快速比较。OeM8 是 Pletronics 的 OEM 系列频率控制设备的扩展，是一种改进的 TCXO，可将 ±50 ppb 的稳定性扩展到 –40°C 至 85°C 的工作温度范围。

OeM8 比典型的 TCXO 消耗更多的电流，大约 20 mA，但电流消耗是一致的，不会像传统的 OCXO 那样随温度变化。该产品将 ±50 ppb 的稳定性扩展到工业温度范围，具有 TCXO 技术的低电流和快速稳定时间特性。

典型的频率与温度特性如图 1 所示。1 为三个典型设备；频率/温度数据的步长为 1°C。器件的艾伦方差和相位噪声如图 1 所示。2 和图。3，分别。

图 1：三种典型 OEM8 器件的频率与温度性能

图 2：OEM8 设备的 Allen Variance 性能

图 3：OEM8 设备的相位噪声

小蜂窝回程应用

小型蜂窝回程需要准确的时序参考来进行同步和定位。尤其是多层结构内的三维定位需要超精确的时间参考。OEM8 在满足这一要求方面与 OCXO 类似。OEM8 还具有频率稳定速度更快、功耗更低、成本更低的优势。在需要电池供电的偏远地区使用时，这种性能有助于延长电池寿命。

虽然 OeM8 应被视为此小型蜂窝回程应用中的标准 TCXO，但还有另一种产品 OeM4 也可考虑用于小型蜂窝应用。OeM4 具有显着的价格优势，其性能与 OeM8 相似，但它在更窄的温度范围内提供 ±50 ppb 的稳定性：0º 至 70ºC。

审核编辑：汤梓红