温补晶振是干什么的？工作原理和特点详解

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。本身自带温度补偿功能的石英晶体振荡器，温补晶振可分为三个类别：直接补偿、间接补偿、数字式。温度补偿晶体振荡器电路通过附加温度补偿网络，使环境温度变化后晶体串联回路电容反向变化，以抵消晶体此间所产生的频率一温度漂移。参见图2温度补偿曲线，I为AT切型晶体频率一温度特性曲线，Ⅱ为晶体串联回路补偿曲线，Ⅲ为补偿后的晶体振荡器频率温度特性曲线。根据补偿网络和所接位置，将温补晶振分为直接补偿和间接补偿晶振。

图2 温度补偿曲线

直接补偿

热敏电阻，电阻和电容组成温补网络，直接串接在晶体电路。图3是一个应用实例。

图3 直接补偿温补电路

间接补偿

基准电压通过电阻，热敏电阻构成的补偿网络，产生一视温度而变的电压以改变石英晶振负载电容，反向补偿晶体频率一温度特性。它分为模拟式、数字式两种。

模拟式间接补偿：补偿网络输出电压直接驱动一变容二极管图4是间接模拟温补电路，补偿网络与变容管间加了一级T型滤波器。这种补偿有线性、3阶、5阶和7阶数种，能够在-40℃ ~ +85℃宽温范围内获得较好的补偿，目前应用最为广泛。有的地方已将它作成专用集成芯片。

图4 间接模拟温补电路

数字式间接补偿：由温度传感器送出的信号进入ADC变成数字信号，控制/PC正常运作，由DAC再变成模拟信号，经匹配电路驱动变容管。图6为数字温补前后的曲线。因为补偿电路较复杂，成本较高，一般后的曲线。因为补偿电路较复杂，成本较高，一般出了目前国外的先进水准，供参考。对晶体频率温度特性进行温度补偿，目的是让晶振频率温度特性曲线尽量接近一条直线。而由晶体频率温度特性知道若能保持晶体工作高温拐点（ Turning point)处，晶振的频率一温度稳定性自然会作的很高。因为此处df/dt=0。

图5 数字式TCXO方框图

图6 间接数字式温补曲线

表1 各种温补性能

温补晶振的用途及应用领域

其实对于温补晶振的用途很广阔的，可应用于航天器、火箭、卫星和航空飞行器等领域的通信和控制系统，为整机提供稳定的频率参考信号，温补晶振是一种石英晶体振荡器，通过加入温度补偿电路来减小环境温度变化引起的振荡频率的变化。

温补晶振作为频率源的“心脏”器件，为电子设备提供高稳定的频率和时钟信号，对整机性能起着重要作用。温补晶振采用石英谐振器小型化设计和宽温度频率稳定度设计技术，在更宽的温度范围内实现小型化和高精度指标，这就是温补晶振用途和特点。

温补晶振通常用于高端智能设备，如GPS导航设备、无线通讯设备等。这些产品会因为高温造成元器件不良，容易造成整个产品的电路烧坏甚至失效。

温补晶振具有低电压、低功耗、超高精度的特点，非常适合这种工作环境。关键是温补晶振在天气温度变化中可以起到补充作用。当温度较低时，它会根据自身的温度补偿电路对周围温度变化引起的振荡频率偏差进行补偿，从而保护产品的稳定性。

差分晶体振荡器采用陶瓷集成全密封结构，将所有元件和电路密封在一个陶瓷底座内。同时具有频率高、体积小、频率和温度稳定性好、可靠性高的特点。其输出频率上限达到200MHz，比现有的航空航天用国产小温补晶振高3倍。

与现有的航空航天高频温补晶振相比，体积缩小到1/20；与分体结构的小高频温补晶振相比，可靠性更高。普通小型高频温补晶振器件多采用分体式结构，电路和元器件没有完全封装在一起。在航空航天等恶劣环境下使用时，往往存在故障隐患。

相关问答

大神们!麻烦回答一下温补晶振的价格一般是多少?知道的请回答

[回答]温补晶振的价格都是不一样的,我知道有个网站,网站里边都是一些有保障的大公司,你可以去看一下。做温补晶振的公司很多,公司不一样,价格方便肯定是...

温补晶振报价是多少?急!急!急!

[回答]没有提供温补晶振的具体需求,任何人都给不了你价格,建议您再补充一下具体需求!价格只是选择温补晶振公司的一项指标,建议您先了解产品以后再了解价...

温补晶振的价格大概是多少?还请不吝赐

[回答]价格只是选择温补晶振公司的一项指标,建议您先了解产品以后再了解价格哦!您可以提供一下温补晶振的详细要求和您的联系方式,这边电话给您报价!温...

温补有源晶振的价格是多少钱?

[回答]没有提供温补有源晶振的具体需求,任何人都给不了你价格,建议您再补充一下具体需求!温补有源晶振多少钱就不知道了,具体的要看您找的渠道,如果渠道...

帮个忙，温补有源晶振的价格一般是多少?求解答

[回答]做温补有源晶振的公司很多,公司不一样,价格方便肯定是有差异的,建议您多找几家公司询问一下。您可以提供一下温补有源晶振的具体需求,然后才能给您...

哪位大仙，急急急!温补有源晶振大概多少钱?

[回答]需要您提供一下个人的需求才能给您做温补有源晶振的具体报价呢,请问您这边有什么需求呢?做温补有源晶振的公司很多,公司不一样,价格方便肯定是有差...

帮个忙，温补有源晶振一般多少钱?

[回答]温补有源晶振多少钱就不知道了,具体的要看您找的渠道,如果渠道不直接的话,价格就比较贵了,希望对您有帮助,谢谢!需要您提供一下个人的需求才能给您...

请问:温补有源晶振一般多少钱?

[回答]温补有源晶振多少钱就不知道了,具体的要看您找的渠道,如果渠道不直接的话,价格就比较贵了,希望对您有帮助,谢谢!温补有源晶振每个地区的价格还是不...

麻烦请教各位!温补有源晶振的价格大概是多少?急!急!急!

[回答]没有提供温补有源晶振的具体需求,任何人都给不了你价格,建议您再补充一下具体需求!温补有源晶振多少钱就不知道了,具体的要看您找的渠道,如果渠道...

请问谁知道:温补有源晶振大概多少钱?

[回答]需要您提供一下个人的需求才能给您做温补有源晶振的具体报价呢,请问您这边有什么需求呢?温补有源晶振多少钱就不知道了,具体的要看您找的渠道,如果...