温补晶振的组成和补偿原理

温补晶振即温度补偿晶体振荡器（TCXO），是通过附加的温度补偿电路使由周围温度变化产生的振荡频率变化量削减的一种石英晶体振荡器。一个温补晶振，可以通过测量温度，然后自动调整外部的匹配电容矩阵（改变接入的电容值）从而使频率变得更准确和稳定。

在小型化与片式化方面，面临不少困难，其中主要的有两点：一是小型化会使石英晶体振子的频率可变幅度变小，温度补偿更加困难；二是片式封装后在其接作业中，由于焊接温度远高于温补晶振的最大允许温度，会使晶体振子的频率发生变化，若不采限局部散热降温措施，难以将温补晶振的频率变化量控制在±0.5×10－6以下。但是，温补晶振的技术水平的提高并没进入到极限，创新的内容和潜力仍较大。

温补晶振结构。晶振频率：［时域表征］，在规定条件下，晶振内部元件由于老化而引起的输出频率随时间的漂移。通常用某一时间间隔内的老化频差的相对值来量度（如日、月或年老化率等）。日稳定度（或称日波动）：指晶振的输出频率在24小时内的变化情况。通常用其最大变化的相对值来表示。［频域表征］，单边相位噪声功率谱密度，晶振输出信号的频谱中，用偏离载频f Hz处每Hz带宽内单边相位噪声功率与信号功率之比的分贝（dB）量，可写作￡（f）单位为dB/Hz。频谱纯度：是量度晶振内部噪声及杂散谱的尺度。通常用单边噪声功率谱密度来表示。输出波形：有正弦波和方波两种。输出幅度：在接入额定负载的规定条件下，晶振输出的均方根值电压。频率温度特性：当环境温度在规定范围内按预定方式变化时，晶振的输出频率产生的相对变化特性。压控线性度：指压控晶振输出频率与压控电压曲线偏离线性的程度。

温补晶振原理，温补晶振即温度补偿晶体振荡器（TCXO），是通过附加的温度补偿电路使由周围温度变化产生的振荡频率变化量削减的一种石英晶体振荡器。TCXO中，对石英晶体振子频率温度漂移的补偿方法主要有直接补偿和间接补偿两种类型：

直接补偿型 直接补偿型TCXO是由热敏电阻和阻容元件组成的温度补偿电路，在振荡器中与石英水晶振子串联而成的。在温度变化时，热敏电阻的阻值和晶体等效串联电容容值相应变化，从而抵消或削减振荡频率的温度漂移。该补偿方式电路简单，成本较低，节省印制电路板（PCB）尺寸和空间，适用于小型和低压小电流场合。但当要求晶体振荡器精度小于±1pmm时，直接补偿方式并不适宜。

间接补偿型 间接补偿型又分模拟式和数字式两种类型。模拟式间接温度补偿是利用热敏电阻等温度传感元件组成温度－电压变换电路，并将该电压施加到一支与晶体振子相串接的变容二极管上，通过晶体振子串联电容量的变化，对晶体振子的非线性频率漂移进行补偿。该补偿方式能实现±0.5ppm的高精度，但在3V以下的低电压情况下受到限制。数字化间接温度补偿是在模拟式补偿电路中的温度—电压变换电路之后再加一级模/数（A/D）变换器，将模拟量转换成数字量。该法可实现自动温度补偿，使晶体振荡器频率稳定度非常高，但具体的补偿电路比较复杂，成本也较高，只适用于基地站和广播电台等要求高精度化的情况。