热敏晶振的温度特性及选型

　　随着智能终端的小型化和高性能发展，非常需要一种能够产生稳定的时钟参考信号的晶振器件，热敏晶振（thermistor quartz crystal）就是在这样背景下诞生的新型晶振品类。热敏晶振具有接近温补晶振（TCXO）的稳定度，以及小巧外形和较低的价格，是TCXO的最佳替代者。

　　工作原理

　　热敏晶振是通过补偿网络抵消温度变化对晶振频率的影响的。附加一个适当的芯片组，热敏晶振的精确温度补偿功能就能发挥作用，可提供非常严苛的频率稳定度。

　　补偿思路是，补偿网络驱动钳位网络，钳位网络调节晶振的输出频率。工作中，配置的补偿网络用来感测晶振的周边温度，并持续进行频率矫正，将晶振的频率参数钳位到标称值。

　　图1.热敏晶振的温度补偿思路

　　在标准振荡电路中，晶体谐振器的标称频率偏差是在室温环境(+25°C)得出的，一般为5~10ppm。根据石英毛胚片的切割方向的不同，在指定的工作温度范围内会出现显著的频率偏移，这就是温度稳定性。热敏晶振让用户切实了解温度反馈，并通过适当的补偿措施让晶振的频率尽可能的稳定。采用补偿网络的效果明显，目标是产生一个电压信号，用来映射由于温度变化导致的频率偏移效果。如果应用矫正电压，我们就能有效的去除温度变化导致的频率偏移，获得一个十分稳定的频率－温度曲线。

　　技术优势

　　将标准晶振和热敏电阻（NTC：负温度系数热敏电阻）及变容二极管（Varactor Diodes）等一体化封装，就构成了热敏晶振。与传统的将晶振和温度传感器分立式应用相比，新方法具有多项明显优势：（１）温度传感器可反馈实时的晶体温度。（２）减少了元件数量，节省了PCB面积，简化了电路设计。（３）与非补偿晶振相比，具有明显的频率稳定性优势。

 

　　图2.热敏晶振的技术优势

　　简言之，与标准晶体谐振器相比，热敏晶振的频率温度稳定度提高了20倍以上，可取代目前精密应用中TCXO产品。

　　选型参考

　　热敏晶振具有良好的频率稳定性，频率精度方面也较标准晶振大幅改进。通常，标准晶振频差为±20ppm，热敏晶振为±10ppm，而温补晶振可达到±0.5ppm。例如，泰晶科技的T2520系列（19.2MHz/26.000MHz/38.4MHz）、T2016系列（19.2MHz/26.000MHz/38.4MHz）、T1612系列（26.000~76.800MHz）热敏晶振频率频率稳定性为±10ppm，具有高稳定性和低老化性。其中，T1612采用陶瓷封装，尺寸仅仅1.6mm*1.2mm*0.65mm，凭借频率稳定性、BOM成本节约、PCB占位减小等优势，广泛用于高频、宽温类应用，包括小型无线设备、无线模块、IoT设备、可穿戴设备、TWS蓝牙耳机、健康设备和小型消费类产品。用户选型要注意，除了参考规格书，热敏晶振还可以根据应用需求进行定制。

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