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温补晶振（TCXO）分类有哪几种？

2025-09-26

温补晶振，即温度补偿晶体振荡器（TCXO, Temperature Compensated Crystal Oscillator），是一种能够在不同温度条件下保持稳定频率的晶振。它通过加入温度补偿电路来减少环境温度变化对振荡频率的影响，确保在各种环境条件下都能提供高精度的时钟信号。温补晶振主要分为直接补偿、间接补偿和数字补偿三大类。

温补晶振共性

高稳定性：在广泛的温度范围内提供稳定的频率输出，减小了温度变化对设备性能的影响。

精密度高：提供高精度的时钟信号，适用于需要高度时间准确性的应用。

低功耗：在一些移动设备和电池驱动的应用中，TCXO通常设计为低功耗以延长电池寿命。

低相噪声：部分TCXO设计还能提供低相噪声特性，这对于通信系统等对信号干扰敏感的应用尤为重要。

直接补偿型TCXO

直接补偿型TCXO通过热敏电阻和阻容元件组成的温度补偿电路，在振荡器中与石英晶体振子串联而成。当环境温度变化时，热敏电阻的阻值和晶体等效串联电容的容值会相应变化，从而抵消或削减振荡频率的温度漂移。这种补偿方式具有电路简单、成本低、节省印制电路板（PCB）尺寸和空间的优势，非常适合小型和低压小电流的应用场合。然而，当要求晶体振荡器精度小于±1ppm时，直接补偿方式可能无法满足需求。

间接补偿型TCXO

模拟式间接补偿：利用热敏电阻等温度传感元件组成温度-电压变换电路，并将该电压施加到与晶体振子相串接的变容二极管上。通过晶体振子串联电容量的变化，对晶体振子的非线性频率漂移进行补偿。这种补偿方式能够实现±0.5ppm的高精度，但在3V以下的低电压情况下可能会受到限制。

数字式间接补偿：在模拟式补偿电路中的温度-电压变换电路之后，再加一级模/数（A/D）变换器和数/模（D/A）变换器。温度传感器送出的信号经过A/D变换器转换为数字信号，再由D/A变换器转换为模拟信号，经匹配电路驱动变容二极管。这种补偿方式能够实现自动温度补偿，使晶体振荡器频率稳定度非常高，但补偿电路相对复杂，成本也较高。