晶體振蕩器是利用石英晶體的壓電效應(yīng)制成的一種諧振器件。它的基本構(gòu)成大致是：從一塊石英晶體上按一定方位角切下的薄片(在它的兩個(gè)對(duì)應(yīng)面上涂敷銀層作為電極)，還有IC芯片以及相應(yīng)的電阻電容和微小線路板組成的振蕩電路，再加上封裝外殼就構(gòu)成了晶體振蕩器，一般簡(jiǎn)稱(chēng)為晶振。其產(chǎn)品大多用金屬外殼封裝，也有用玻璃殼、陶瓷或塑料封裝的。

　　不同的工程使用，對(duì)晶體振蕩器頻率的技術(shù)性能要求不同。有的要求頻率短期穩(wěn)定度高；有的要求簡(jiǎn)單好用；有的要求長(zhǎng)期穩(wěn)定性高；有的要求開(kāi)機(jī)后短時(shí)間內(nèi)能穩(wěn)定工作；有的要求能抗很強(qiáng)的沖擊與振動(dòng)等等。根據(jù)晶體振蕩器的功能和實(shí)現(xiàn)技術(shù)的不同，可以將晶器分為以下四類(lèi)：

一普通時(shí)鐘晶體振蕩

　　這是一種最簡(jiǎn)單和最適用的晶體振蕩器，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，完全是由晶體的自由振蕩完成。這類(lèi)晶體振蕩器主要應(yīng)用于穩(wěn)定度要求不高的場(chǎng)合，可產(chǎn)生1E-4～1E-5數(shù)量級(jí)的頻率精度。SPXO 由于不采用溫度控制和溫度補(bǔ)償方式，它的頻率溫度特性主要由所采用的晶體元件來(lái)確定，通常用作單片機(jī)等微處理器的時(shí)鐘器件。

二電壓控制式晶體振蕩器(VCXO)

　　這是根據(jù)晶振是否帶壓控功能來(lái)進(jìn)行分類(lèi)的，它利用外加控制電壓偏置或調(diào)制其頻率輸出的晶體振蕩器。具體工作電路由石英諧振器、壓控電容和振蕩電路組成，通過(guò)電壓改變壓控電容的容值，從而改變石英晶體振蕩器的振蕩頻率，其精度是1E-5～1E-6量級(jí)。

三溫度補(bǔ)償式晶體振蕩(TCXO)

　　這種晶體振蕩器是在普通晶振的基礎(chǔ)上采用了一些溫度補(bǔ)償手段來(lái)提高振蕩器的溫度穩(wěn)定性。它的主要原理是通過(guò)感應(yīng)環(huán)境溫度，并利用一定的功能電路產(chǎn)生與晶體溫度頻率特性離散相反的電壓信號(hào)，將該電壓作用于壓控晶體振蕩器 VCXO，從而抵消頻率隨溫度的離散，達(dá)到穩(wěn)定輸出頻率的效果。傳統(tǒng)的TCXO使用溫度敏感器件如電阻器和熱敏電阻進(jìn)行溫度補(bǔ)償，頻率精度達(dá)到 1E-6～1E-7量級(jí)，其補(bǔ)償效果完全取決于熱敏電阻、電容以及壓敏電容的性能，而且芯片面積較大，不利于集成;隨著補(bǔ)償技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，采用模擬器件進(jìn)行補(bǔ)償，面積大大減小，TCXO 可以適當(dāng)提高精度達(dá)到約 1.5ppm；如果要求穩(wěn)定度在 0.5ppm 以上，則需要能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字化自動(dòng)補(bǔ)償 TCXO，這種數(shù)字化補(bǔ)償?shù)?TCXO 又叫 DTCXO，用單片機(jī)進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)我們稱(chēng)之為微處理機(jī)補(bǔ)償晶體振蕩器(MCXO)，由于采用了數(shù)字化技術(shù)，這一類(lèi)型的晶振在溫度特性上達(dá)到了較高的精度，并且能夠適應(yīng)更寬的工作溫度范圍，主要應(yīng)用于對(duì)時(shí)鐘穩(wěn)定性敏感領(lǐng)域和使用環(huán)境相對(duì)惡劣的場(chǎng)合。

四恒溫控制式晶體振蕩(OCXO)

　　這類(lèi)型晶振對(duì)溫度穩(wěn)定性的解決方案采用了恒溫槽技術(shù)。它是利用恒溫槽精密控溫，使晶體振蕩器或石英晶體振子工作在晶體的零溫度系數(shù)點(diǎn)溫度上，將由周?chē)鷾囟茸兓鸬恼袷幤鬏敵鲱l率變化量削減到最小的晶體振蕩器。OCXO 的主要優(yōu)點(diǎn)是，由于采用了恒溫槽技術(shù)，頻率溫度特性在所有類(lèi)型晶振中是最好的，由于電路設(shè)計(jì)精密，其短穩(wěn)和相位噪聲都較好;主要缺點(diǎn)是功耗大、體積大，需要 5 分鐘左右的加熱時(shí)間才能正常工作等。中精度產(chǎn)品頻率穩(wěn)定度為1E-7～1E-8量級(jí)，高精度產(chǎn)品頻率穩(wěn)定度在 1E-9量級(jí)以上，OCXO主要用于移動(dòng)通信基地站、國(guó)防、導(dǎo)航、頻率計(jì)數(shù)器、頻譜和網(wǎng)絡(luò)分析儀等設(shè)備和儀表中。

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