溫度補(bǔ)償晶體振蕩器（TCXO）在要求頻率穩(wěn)定度為10 ppm或更高的系統(tǒng)中用作頻率參考，這通常是標(biāo)準(zhǔn)XO（晶體振蕩器）或VCXO（壓控晶體振蕩器）無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。
這些系統(tǒng)中的頻率精度必須考慮由于不穩(wěn)定性因素引起的頻率漂移，包括工作溫度，電源電壓，輸出負(fù)載和老化的變化。業(yè)界通常定義一組頻率穩(wěn)定性參數(shù)，以量化環(huán)境因素和電路條件對(duì)參考振蕩器的影響。這篇文章解釋了溫度補(bǔ)償晶體振蕩器（TCXO）數(shù)據(jù)表中的頻率穩(wěn)定性規(guī)格，重點(diǎn)是溫度穩(wěn)定性和振蕩器初始精度之間的差異。
初始精度/頻率公差通常定義為振蕩器制造商在出廠(chǎng)時(shí)在室溫（通常為25°C±3°C）下，振蕩器輸出頻率與指定頻率之間的差。它是在典型的電源電壓和輸出負(fù)載條件下測(cè)量的。包括變?nèi)荻O管和相關(guān)電路的壓控TCXO（VCTCXO）允許改變頻率，從而將該值最小化到幾乎可以忽略的程度。
溫度穩(wěn)定性是振蕩器頻率在器件溫度范圍內(nèi)變化多少的度量。一種常見(jiàn)的方法是使用“正負(fù)”規(guī)格（例如：相對(duì)于工作溫度范圍為±2 ppm，參考25°C –溫度范圍通常為-40至85°C或-20至70°C ）。規(guī)范告訴我們，如果我們將在25°C下測(cè)得的頻率定為標(biāo)稱(chēng)頻率，則設(shè)備頻率將偏離該標(biāo)稱(chēng)頻率之上或之下不超過(guò)2 ppm。指定溫度穩(wěn)定性的第二種方法是使用峰峰值或沒(méi)有參考點(diǎn)的正/負(fù)值。在第二種情況下，我們不能說(shuō)我們知道頻率會(huì)在額定值以上或以下變化多少，而只是知道總范圍是多少。通常，
例如，假設(shè)我們有一個(gè)TCXO，其技術(shù)規(guī)格表明其額定頻率（f n）為10MHz，初始頻率容限為±2 ppm，在-40至85°的工作溫度范圍內(nèi)的溫度穩(wěn)定性為±2 ppm。 C。在25°C的標(biāo)稱(chēng)電壓下測(cè)試此TCXO的樣本，輸出的頻率（f 1）為10.00001 MHz。該實(shí)際部分的初始頻率容差計(jì)算如下：
該設(shè)備通過(guò)了初始頻率公差規(guī)格。然后在整個(gè)溫度范圍內(nèi)對(duì)該器件進(jìn)行測(cè)量，發(fā)現(xiàn)該器件的最大/最小峰值輸出頻率分別為9.99999 MHz和10.00003 MHz。該實(shí)際零件的溫度穩(wěn)定性計(jì)算如下：
該設(shè)備通過(guò)了溫度穩(wěn)定性規(guī)格。注意，溫度穩(wěn)定度頻率誤差是相對(duì)于在25°C下測(cè)得的頻率而非標(biāo)稱(chēng)頻率計(jì)算的。與室溫下的頻率偏移不同，無(wú)法通過(guò)簡(jiǎn)單的校準(zhǔn)方案消除溫度漂移。
其他穩(wěn)定性因素
電源穩(wěn)定性規(guī)定了振蕩器頻率將隨著電源電壓的變化而變化。對(duì)于電源電壓的±5％變化，典型的分?jǐn)?shù)變化范圍為±1 ppb至±10 ppb。在電源電壓低的TCXO中，電壓靈敏度趨于最大。由于在大多數(shù)應(yīng)用中電源幾乎可以保持恒定，因此電源穩(wěn)定性通常并不重要。
負(fù)載穩(wěn)定性指定隨著施加到輸出端口的負(fù)載變化，振蕩器頻率將變化多少。對(duì)于正弦波輸出，當(dāng)負(fù)載變化為±10％時(shí)，典型的分?jǐn)?shù)頻率變化范圍為±0.2 ppm至±10 ppb。由于在大多數(shù)應(yīng)用中可以使負(fù)載幾乎恒定，因此負(fù)載穩(wěn)定性通常并不重要。
即使在恒定的工作條件下，由于設(shè)備內(nèi)部的變化，TCXO頻率也會(huì)隨時(shí)間變化。系統(tǒng)預(yù)算中需要一個(gè)隨時(shí)間變化的頻率附加參數(shù)。最常用的參數(shù)稱(chēng)為第一年老化。第一年老化規(guī)定了在恒定電源電壓和工作溫度（通常為25°C）下連續(xù)運(yùn)行一年后，相對(duì)于初始頻率的頻移極限。
在使用TXCO的應(yīng)用中，溫度通常是頻率誤差的主要來(lái)源。Vectron將溫度穩(wěn)定性定義為在正常工作條件下，振蕩器相對(duì)于器件在25°C下測(cè)得的頻率在整個(gè)溫度范圍內(nèi)的頻率變化。Vectron還規(guī)定了頻率漂移的更重要影響因素，例如電源穩(wěn)定性，負(fù)載穩(wěn)定性和第一年老化。設(shè)計(jì)人員在為其系統(tǒng)應(yīng)用選擇TCXO時(shí)應(yīng)考慮所有穩(wěn)定性標(biāo)準(zhǔn)。