原创 细谈组成温补晶振的五个部分

温补振荡器（Temperature Compensation Xtal Oscillator)是利用附件的温度补偿电路以减少环境温度对振荡频率的影响。XO是石英晶体振荡器；TCXO则是带有温补特性的晶振。普通时钟振荡器KS系列有很好的温度稳定性（以KS70为例），-20~70℃最好为±10ppm，-40~85℃最好为±20ppm，但是仍然受着温度的影响。相比之下，温补晶振（以KT70为例），在两个温度范围中最好均可达到±1ppm。TCXO比XO有更好的性能，尤其是在温度频率稳定度方面。野外作业，移动设备，通讯设备中广泛应用。TCXO也有直插和贴片两种封装的选择。

温补晶振由以下五个部分组成：

01补偿网络Compensation Network

补偿网络是系统运行的关键。TCXO的温度补偿方法分为直接补偿型，和间接补偿型。

1. 直接补偿是由热敏电阻和阻容元件组成的温度补偿电路。在温度有所变化时，热敏电阻的组织和晶体等效串联电容的容值相应变化而减少振荡频率的温度漂移。这种方法成本低，电路简单；然而并不适合小于1ppm精度的应用。
2. 
   
3. 间接补偿分为模拟和数字两种形式。
4. 模拟：利用热敏电阻等温度传感元件组成。这种方式可以实现0.5ppm的精度。
5. 数字：利用补偿电路的温度和电压变化，再加A/D变换器，将模拟量转换为数字量，从而实现自动温度补偿。这种方法成本 高，电路复杂，适用于高精度的应用。

02振荡器上拉电路Pulling Circuit

一旦产生电压，就将其施加到可以拉低晶体振荡器频率的电路上。包含一个变容二极管和一些低通滤波。

03振荡器电路本身Crystal Oscillator

晶体振荡器电路的一个标准电路。

04稳压器Voltage Regulator

该组件是一种“保护机制”，目的是调节从外部施加到TCXO的电压，以防止TCXO内部的电压波动，例如电噪声引起的波动。

05缓冲放大器Buffer Amplifier

是另一种保护机制，目的是输出负载电容的变化不影响谐振频率的精度。

部分直插TCXO可以进行外部调整，以使频率能够定期重置，得以消除晶体老化的影响。校准调整时间间隔取决于所需的精度，但通常可能为六个月或一年。如果需要非常高的精度，则可以使用更短的时间。