Pletronics振荡器TCXO和OCXO的技术比较

集成电路技术的进步导致了OCXO和TCXO的增强，模糊了它们的历史差异。随着技术的进步，这两种振荡器的功能使得许多设计者很难∏确定哪种技术适合于特定的应用。本应用程序说明旨在为设计者提供OCXO和TCXO的比较，以帮助做出︻更智能的选择，并实现给定应用程序的最佳性能。

目前OCXO和TCXO技术之间的分界线是在所需温度范围内约0.28PPM。TCXO晶体振荡器用于第3层应用的发展导致了稳定性在温度范围内的进步——接近传『统上由OCXO所实现ξ的稳定性。由于这两种技术都可用于应用程序，决定哪种最适合给定的应用程序可能会感到困惑。

1， TCXO技术

TCXO是一种对电压控制引脚施加校正电压的电〓压控制石英晶体振荡器。这个电压︽随温度变化，使频率回到标称≡频率。这个应用程序ξ　在规范的整个频率范围内练习晶体√。任何与晶体相关的问题，如耦合模式，都不能被纠正，并被叠加在由此产生的频率-温度曲线上◥。这使得晶体的设计和々制造成为TCXO中一个困难和关键的部分。

大多数的TCXO晶振都需要一个电压控制功能。这允许精确设置频率，调整长期老化，并能够相锁设备到↘其他来源。该函数VCTCXO，（电压控制的温度补偿晶体振荡器）通过调整呈现给晶体的负▓载电容来工作。这些调整←所做的改变应考虑到TCXO的严格差。用于调节频率的电容器☆具有温度系数，该温度系数随温度改变电容器的标称值。这种变化对晶体的补偿有影响。在精度较低的TCXO贴片晶振中，这通常被》忽略，但由于TCXO的精度满足和超过0.5 ppm的水平，这些影响不能再被忽略。在典型的应用中，单位需要从0.5-2 ppm调整，以进行〓精确校准。然后需要调整设备以保证长期稳定性（老化）。

图1显示了一个被校准到精确频率的设备的频率-温度数据。然后调⌒整频率为+/- 4和+/-8 ppm。然后对这些图进行偏◆移以进行比较。电容器的这种效应对晶体曲线有旋∏转效应，补偿水平发生了变化。图中显示的温度范围越广：应用越精确，来自电压控制功能的影响就越√大。

Pletronics振荡器TCXO和OCXO的技术比较

调整一个TCXO石英晶振为1.0ppm的校准和3ppm的长期老化可以改变补偿50-125 ppb。当规格接近或低于0.25ppm时，这就开始接近补偿限制※的50%。当在高精〗度应用程序中使用TCXO时，这可能是一个重大的问题。

2 ，OCXO技术

恒温晶体振荡器（OCXO）通常用于高精度频率应用。这种方法加热晶体和相关的振荡★器电路到晶体的上转折点。图2显示了在OCXO应用程序中使用的上转折点的部分。

这些振荡器的晶体是制造的，所以上转折点高于最高指定的温度范围。晶体和相关的电路被加热到，并在晶体上的该点附近保持一个狭窄的温度▲窗口，并且器件被调谐到该温度下的频率。

温度稳定的环境具有一些固有的优势。这种方法大大降低了之前提到的温度系数〓效应。图#3显示了当EFC改变+/-4 ppm和+/- 8 ppm时，OCXO晶振的频率温度特性。数据显示，OCXO与控制电压变化相关的稳定性在5-10 ppb范围内，而TCXO为50-100 ppb。

OCXO还有一↓个额外的优势，就是在一个非常狭窄的温度窗口，通常是几度〓或更少。这大大减少了在晶体中激发不必要的模∏式的机会。这种方Ψ法最大的缺点是设备的大小和功率要求。随着技术的发展，这些设备的尺寸和功率需求继续减少。

Pletronics振荡器TCXO和OCXO的技术比较

3，总结

本申请说明中的数据取自商业上的现成产品。确切的数字在供应商之间会↘有所不同，但一般的趋势和近似的大小应该是相似的。在选择合适的设备之前，需要审查的关键问题是频率稳定性的变化，以及为校准和长期稳定性所需的调整，（老化）。OCXO恒温晶振对这些效应的敏感性只有TCXO的四分之一。在考虑到产品的使用寿命时，应考虑到这一点。

下表概述「了OCXO和TCXO产品之间需要◥考虑的差异。一般来说，当大小和功率对应用程序至关重要时，TCXO是首选的。这些设备往往是手持式或电池驱动的设备。OCXO晶振在频率稳定性方面是一个更稳健的产品。这种类≡型的产品往往更适合于通信/网络应←用程序。表A应该可以帮助指导设计者为该应用程序选择最合适的技术。

	Description	Output Signal	Frequency Range	Supply Voltage	Package Size
	UCG4 TCXO or VCTCXO 2 x 1.6mm 4 pad Clipped Sine Output Hermetically sealed package	Clipped Sine	10 to 40MHz	1.8V - 3.3V	2.0 x 1.6
	UCG6 TCXO or VCTCXO 2 x 1.6mm 6 pad Clipped Sine Output Hermetically sealed package	Clipped Sine	10 to 40MHz	1.8V - 3.3V	2.0 x 1.6
	UCF4 TCXO or VCTCXO 2.5 x 2.0mm Clipped Sine Output Hermetically sealed package	Clipped Sine	10 to 40MHz	1.8V - 3.3V	2.5 x 2.0
	UHF4 TCXO 2.5 x 2.0mm CMOS Output Hermetically sealed package	CMOS	9.5 to 40MHz	1.8V - 3.3V	2.5 x 2.0
	UCE4 TCXO or VCTCXO 3.2 x 2.5mm Clipped Sine Output Hermetically sealed package	Clipped Sine	10 to 40MHz	1.8V - 3.3V	3.2 x 2.5
	UHE4 TCXO 3.2 x 2.5mm CMOS Output Hermetically sealed package	CMOS	9.5 to 40MHz	1.8V - 3.3V	3.2 x 2.5
	UCD4 TCXO or VCTCXO Designed to meet various application needs See datasheet for available specifications and frequencies	Clipped Sine	10 to 40MHz	2.5V - 3.3V	5 x 3.2
	UHD4 TCXO or VCTCXO Designed to meet various application needs See datasheet for available specifications and frequencies	CMOS	10 to 40MHz	2.5V - 3.3V	5 x 3.2