石英晶振,TCXO 及 OCXO 比較

石英晶振,TCXO 及 OCXO 比較

石英晶振,TCXO 及 OCXO:

溫補晶振(TCXO)、恒溫晶振(OCXO)
石英晶體是壓電材料,將石英晶體加上金屬電極,施加電壓會使晶體變形,相反用外力使晶體變形會產生電壓。每片晶體都有自身的自然機械諧振頻率,壓電效應加上機械諧振使石英晶體等效一個超高 Q 值的 LC 諧振電路,因為 Q 值超高,用來造振盪器,振盪頻率非常穩定,頻率穩定度達到 PPM 級別。
雖然石英晶振的頻率穩定性很高,但石英晶體的自然機械諧振頻率也會受温度影響,造成振盪頻率隨温度變化。若要使晶振不受温度影響,可以加温度補償電路,加了之後就變成 Temperature Compensated X’tal Oscillator (TCXO),温度補償電路並不是簡單的電路,它有温度感應器,也包含了石英晶體的温度特性數據,温度感應器測量石英晶體的温度,然後根據温度特性數據輸出一個控制電壓,控制石英晶體 loading capacitor 電容二極管的電容量,校正石英晶振的頻率,以補償温度變化所造成的誤差。
更好的解決温度影響方法:將石英晶振體放入恆温焗爐內,不讓温度變化,那就是 Oven Controlled X’tal Oscillator (OCXO),焗爐內的温度比常温高,利用閉環控制焗爐的加熱功率就可以恆温。OCXO 的頻率穩定性比 TCXO 高,缺點是體積大,耗電量高。用 OCXO 時要保證工作温度在規格書限定的範圍內,否則會影響焗爐的恆温,造成輸出頻率漂移。
TCXO 及 OCXO 只是針對温度對頻率的影響,並不能提高振盪器的其他性能,但當然廠家不會用低性能的振盪器做 TCXO 及 OCXO。其他振盪器的性能例如 phase noise 等,普通振盪器也可以做得很好,甚至比 TCXO 及 OCXO 好也不出奇。
數碼音響糸統內有很多不同頻率的時鐘,甚至會用可變頻率的頻率合成器做時鐘,固定頻率的時鐘用普通的石英晶振已經很足夠,甚至用低價的陶瓷振盪器或內置在芯片內的時鐘代替石英晶振也不會造成聽覺上的聲音分別。因此將個別時鐘換成 TCXO 或 OCXO 或外置時鐘基本上冇意義,改變了走線甚至可能破壞了 clock skew,得不償失。將所有時鐘更換難度極高,不切實際,頻率合成器也無法用固定頻率的時鐘代替,內置在芯片內的時鐘更加是不能更換的。

在音響的CD機, DAC數位解碼器,音效卡裡安裝高精密度TCXO,TCXO(33.8688MHz 16.9344MHz 11.2896MHz 27.000MHz等)作為一中高精度的時鐘元器件,它內置溫度感測器可以週期性檢測器件溫度而產生內部負載電容,以實現0.5~2.5ppm的精度.保證時間精確,它作為一個嚴格控制的時鐘源,以維持短期和長期的時間精確和穩定性 .
使用TCXO後將全面提升音質,明顯感覺到高低音的延伸,高音更加透明無暇,中頻清晰入耳,低頻結實有力,音場明顯開闊

晶振的應用範圍已經非常廣泛了;它的主要應用範圍以及常用的頻率有以下幾個方面:
一、電腦周邊電子配件應用以及HC-49S晶振常用的頻率
1、主機板主要用到的頻率為:14.318MHz、24.576MHz、25MHz、27MHz、32.768KHz.
2、顯示器主要用到的頻率為:8MHz/14.31818MHz、12.000MHz、24.000MHz、28.224MHz
3、硬碟主要用到的頻率為:23.040MHz,28.224MHz
4、光碟機主要用到的頻率為:33.8688MHz,16.9344MHz,18.432MHz
5、鍵盤主要用到的頻率為:6.000MHz
6、滑鼠主要用到的頻率為:6.000MHz,12.000MHz,24.000MHz,無線滑鼠頻率很多,讀卡器等
7、攝像頭主要用到的頻率為:12.000MHz
8、藍牙主要用到的頻率為:16.000MHz
9、無線WIFI主要用到的頻率為:25.000MHz,2.5G/3G(40.000MHz,44.000MHz)網路傳輸
10、ADSL主要用到的頻率為:12.288MHz,35.328MHz,50.000MHz 而且包括VOIP/儲存/顯示/圖像處理/網路等等
二、應用通訊方面應用以及HC-49S晶振常用的頻率
1、固定電話主要用到的頻率為:3.579545MHz
2、無繩電話主要用到的頻率為:10.250MHz,10.245MHz,10.240MHz,10.100MHz,13.824MHz,32.768KHz
3、小靈通主要用到的頻率為:19.2MHz
4、手機MTK方案TCXO主要用到的頻率為:27.000MHz,24.000MHz,26.000MHz
5、無線藍牙、GPS、RF(2.4G)汽車倒車雷達、導航主要用到的頻率為:16.000MHz,12.000MHz,26.000MHz
6、對講機主要用到的頻率為:21.400MHz,21.7000MHz
三、消費類電子應用以及HC-49S晶振常用的頻率
1、電視主要用到的頻率為:4.433619MHz,3.579545MHz,12.000MHz。
DVD:16.9344MHz,27.000MHz。
功放:4.500MHz,7.200MHz,12.288MHz。
音響:4.500MHz,7.200MHz。
機上盒:27.000MHz,13.500MHz,54.000MHz。
遙控器:455E,4.000MHz,32.768KHz。
2、空調主要用到的頻率為:4.194304MHz,4.000MHz。
3、小家電(廚房類等):4.000KHz,6.000MHz,4.19430MHz,32.768KHz。
4、玩具遊戲類(遙控)/遊戲機主要用到的頻率為:6.000MHz,27.145MHz,27.125MHz,49.860MHz, 12.000MHz,24.000MHz,10.000MHz,8.000MHz,48.000MHz。
5、PMP、MP4主要用到的頻率為:27.000MHz,12.000MHz,24.576MHz。
6、照相機、攝像機主要用到的頻率為:27.000MHz,54.000MHz,36.000MHz。
四、工業自動化、智慧化、工業控制應用以及HC-49S晶振常用的頻率
1、銀行金融系統/加密狗/稅控系統/遠端抄表系統/測試儀器/超聲波主要用到的頻率為:50.000MHz,3.579545MHz,48.000MHz,4.000MHz, 12.000MHz,50.000MHz,10.000MHz,8.000MHz,6.000MHz。
2、安防類主要用到的頻率為:13.560MHz,24.000MHz,12.270MHz
3、醫療儀器:儀器儀錶、千分尺、卡尺、深測等