ТСХО, кварцевый генератор с компенсацией температуры
— TCXO, с температурной компенсацией кварцевого генератора используется в ЦАП для более высоких уровней температурной стабильности, чем это возможно для обычного кварцевого генератора.

ТСХО — кварцевый генератор в ЦАП

ТСХО — кварцевый генератор (Xtal генератор) является формой кварцевого генератора используется там, где нужна точность частоты, в ограниченном пространстве и по разумной цене.

Применяя температурную компенсацию в модуле кварцевого генератора, можно значительно улучшить производительность основного генератора.С точки зрения их полезности, широкий ассортимент доступен у многих поставщиков в различных множествах поверхностного монтажа и интегральных схем.

Влияние температуры на TCXO

Хотя кварцевые генераторы предлагают высокую стабильную форму генератора, они, тем не менее зависят от температуры. Сокращение фактического кристаллического элемента из общего выращенного кристалла может помочь свести к минимуму воздействие температуры, но они по-прежнему влияют в какой-то степени.

 

Частота / Температура для кристалла кварца

Типичная частота / Температура для кристалла кварца
Изучено влияние температуры являются, в значительной степени, повторяемости и изменять. Поэтому можно компенсировать многие эффекты с использованием температурной компенсацией кварцевого генератора, TCXO.

ДИАПАЗОН ТЕМПЕРАТУР ОСНОВНЫХ КВАРЦЕВЫХ ГЕНЕРАТОРОВ ТСХО

От 0C до 70C ± 25 частей на миллион ± 1,5 промилле
-20 ° С до 70 ° С ± 30 ppm ± 2,5 промилле
-40 ° С до 85 ° С ± 40ppm ± 3 промилле
Примечание: Эти показатели производительности очень обобщенные и могут использоваться только для приблизительного ориентира. Точные цифры будут зависеть от схем и должны быть получены из технических данных производителей.

Решения ТСХО

ТСХО регулирует частоту генератора, чтобы компенсировать изменения, которые будут происходить в результате изменения температуры. Чтобы достичь этого, основным элементом в TCXO является управляемый напряжением кварцевый генератор (VCXO). Это связано со схемой, что реагирует на температуру и применяет небольшую коррекцию напряжения в генераторе.

Блок-схема типичной TCXO

Есть целый ряд различных элементов, входящих в общую температуру генератор, управляемый:

Сеть Компенсация: сеть компенсация ключевым для функционирования всей системы. Реальная кривая может быть выражена приближенно в виде полинома 3-го порядка, хотя более точное представление принимает во внимание некоторые нелинейности и работает, чтобы быть близко к 5-й полинома порядка. Сеть компенсации необходимо для измерения температуры и производят напряжение, которое является обратным это. Ранние конструкции использовали бы аналоговую схему и часто используется непосредственно в сеть конденсаторы, резисторы и термисторы непосредственно контролировать частоту колебаний.

 Компенсация напряжения для TCXO и температуры

В настоящее время технологии, как правило, где температура считывается в компенсации сети, и напряжение генерируется, что обеспечивает изменение частоты, что является обратной по отношению к кривой температуры. Это может быть достигнуто с использованием аналоговых компонентов, но современные технологии часто включают некоторые формы цифровой обработки сигналов, чтобы иметь возможность генерировать гораздо более точную реакцию, с возможностью линеаризации единиц отдельно путем программирования ПЗУ с реакции конкретного генератора. DSP схема часто содержится в специальном ASIC, чтобы он мог быть адаптирован соответствии с приложением без большого тока.
После того, как напряжение было сгенерировано, оно применяется к схеме, которая может вытянуть частоту кварцевого генератора. Как правило,  включает в себя варакторный диод и некоторую низкую фильтрацию нижних частот.

Кварцевый генератор

 (колебательный контур) как правило это стандартная схема, но который разработан, чтобы дать ОУ рабочие условия для кристалла с идеальными уровнями возбуждения и т.д.

Регулятор напряжения ТСХО

Для того чтобы предотвратить внешние изменения напряжения от введения нежелательных частотных сдвигов, TCXO должны включать регулятор напряжения, который сам по себе не должен вводить нежелательные температурные эффекты.

Буферный усилительТСХО

Следует обеспечить изоляцию для кварцевого генератора от каких-либо внешних изменений нагрузки, которые могут быть замечены.
Кроме того TCXO обычно имеют внешнюю корректировку, чтобы включить частоту и периодически сбрасывать.

Это позволяет уменьшить старения кристалла. Период между корректировками-калибровками будет зависеть от требуемой точности, но может быть, как правило, шесть месяцев или год. Более короткие периоды могут быть использованы, если требуется очень высокий уровень точности.

Производительность ТСХО
Некоторые из основных эксплуатационных показателей приведены ниже:

ТСХО производительность PPM

 температурные показатели ТСХО лучше, чем у обычного кварцевого генератора.  Цифры ± 1,5 промилле от 0 до 70 ° С. Диапазон температур при этом трудно достичь, как они потом попадают в категорию высокого точности.
Рассеиваемая мощность: Рассеиваемая мощность TCXO будет больше, чем обычный в связи с дополнительной схемой. Кроме того затраты тут будет больше. Следует также помнить, что займет некоторое время после запуска , чтобы генератор стабилизировался. Это может быть порядка 100 мс, или, возможно, больше, в зависимости от конструкции.

ТСХО

TCXO может поставляться в различных сборках в зависимости от того, как они были разработаны и с требованиями конечного пользователя. Наиболее распространенной формой конструкции является построение схемы на небольшой печатной плате. Подходит для монтажа на основной плате для общего оборудования.

Формат и выходной уровень: Многие TCXO используют для цифровых схем, чтобы производить от генератора так называемую обрезанную синусоидальную волну.

Требования к питанию ТСХО

Фактические потребности в энергии будут зависеть от конкретного устройства. Многие из них работают от 3 V, но можно сделать 2 мА, хотя это будет зависеть от общего типа, производителя и конкретного выбранного устройства.

Типы ТСХО

ADTCXO: Это Аналоговый Цифровой ТСХО. Эта форма TCXO широко используется в мобильных телефонах. При этом используется в аналоговой технологии, чтобы обеспечить коррекцию температуры для генератора. Он имеет то преимущество, что изменения происходят медленно и нет фазовых переходов не испытывали, как это происходит с некоторыми цифровыми источниками.

DTCXO

Как можно догадаться, это цифровой ТСХО. Он использует датчик температуры, а затем логику и математические функции, которые используют цифровые схемы вместе со справочной таблицей. В результате цифровой коррекции преобразуется в аналоговый сигнал с помощью цифро-аналогового преобразователя, ЦАП,  DAC.

DCXO

Является одной из форм генератора, где любая коррекция вычисляется с помощью центрального процессора в оборудовании. Таким образом, TCXO не является отдельным, но обработка включена в общее оборудование. Он может помочь сохранить расходы в некоторых случаях.

MCXO

Эта форма TCXO использует микропроцессор, чтобы обеспечить значительно увеличенный уровень обработки, чтобы обеспечить более точную компенсацию при различных обстоятельствах. В то время как производительность лучше, а затраты выше, чем из других формах.

ИТОГИ

TCXO широко используется там, где необходимы точные источники частоты. Они являются менее дорогостоящими, они являются идеальным решением для многих портативных устройств, требующих достаточно точный источник, к примеру ЦАП.

Не бойтесь меня и добавляйтесь в ВК, Ютуб, Одноклассники

Если вы хотите узнать больше об этой теме, и быть в курсе, пожалуйста, подпишитесь на наш сайт.

Не забывайте сохранять нас в закладках! (CTRL+SHiFT+D) Подписывайтесь, комментируйте, делитесь в соц.сетях. Желаю удачи в поиске именно своего звука!

На нашем сайте Звукомания есть полезная информация по звуку и видео, которая пригодится для каждого, причем на каждый день, мы обновляем сайт «Звукомания» постоянно и стараемся искать и писать только отличную, проверенную и нужную информацию.