GOLDY论晶系列(3)------是TCXO好还是OCXO好?

goldy · 发表于 2010-11-5 20:52

是TCXO好还是OCXO好?
首先,我们要搞清楚TCXO和OCXO原理上的差异.简单点说吧.
1.TCXO一般使用AT切的基频晶体.(注意了,是基频). 这种切型的晶体频率与温度的关系如下图.
at cut curve.JPG

可以看出, 晶体在-40~85度范围内,频率变化在20ppm左右.(如果不明白什么是ppm,请百度一下). TCXO要做的事情就是, 将20ppm的变化量,通过线路的补偿,使之变小.补偿方式有多种. 现在流行的是用芯片补尝, 老的方式是用分立器件组成的电容电阻网络来补偿. 补偿原理是改变在不同温度下的晶体的CL值,从而改变频率.
2.OCXO一般使用AT切或SC切的三次(或五次)泛音晶体. OCXO的内部温度设定在晶体拐点附近,以获得晶体的最小频率vs温度曲线斜率。为什么OCXO的温度特性可以做得很好?(AT的在100ppb左右,SC的在10ppb左右), 打个比方,当你的ocxo内部温度变化+/-2度时,你在曲线上所对应的频率看看会有多少的变化量? 为什么double oven的可以做到1ppb以内?因为受环境温度变化时,晶体上的的温度变化更小! 原理上来说, OCXO分为两部分模块, RF部分和控温部分.这两个模块是独立的单元.
下图是AT切三次泛音晶体频率vs温度曲线.Nov-6注解:可以看最下面一根线,37ppb/c, 对应横坐标是86度.这说明ocxo里面晶体的温度设定在86度时,可以获得最小的频率vs温度曲线斜率.
at temp.JPG

下图是SC切三次泛音晶体频率vs温度曲线. Nov-6注解:可以从下往上倒数第三根线,3.8ppb/c, 对应横坐标是86度.这说明ocxo里面晶体的温度设定在86度时,可以获得最小的频率vs温度曲线斜率
sc temp.JPG

应用在音响系统上,是TCXO好,还是OCXO好呢?我还是一句话:低相噪低抖动就是好的!
这里,我给出问题的答案:TCXO在相噪和抖动两个参数上,是无法与OCXO相比的!不是一个档次的东东.

TCXO的应用,通常是手机,GPS之类的. 但有人说,我的手机上就是用的晶体!不是TCXO! 没错,是的.目前大量的山寨机确实是使用晶体来取代TCXO.说来说去,还是成本的因素.你想想,一个山寨机,只卖个三百块,商场销售提成50块,地区代理提成50块,商家再赚点,利润很少啦…而手机上的TCXO,也得要5块人民币,而用一颗晶体取代,只需2毛钱! 扯远了…..加一句:黑龙江的朋友,冬天的时候,尽量不要在室外用山寨机.可能会影响到你的通话质量....低溫下頻偏呀....

OCXO的应用,基站,雷达,频标等等. OCXO在各项参数上,除了功耗大于TCXO外,其它等于或优于TCXO.
刚才我说了,OCXO的相噪优于TCXO,为什么呢?
首先晶体就不一样!晶体的Q值相差很多.以10MHZ的晶体为例, AT基频的晶体Q值在100K左右. AT三次泛音的晶体在400K左右.SC三次泛音的晶体在1200K左右. 而TCXO只能用AT基频的晶体!因为它需要足够大的频率牵引率(TS)去补偿20ppm的变化量. AT三次泛音的晶體频率牵引率是基頻的1/4, SC切三次泛音的更小!
晶体的Q值較小,那无法获得较低的近端(偏离主频100Hz以内)相噪. 但TCXO和OCXO在远端相噪,还是可以做到一致的.