《電子技術(shù)應(yīng)用》
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高精度、低成本的0.2 ppm TCXO晶振控制芯片設(shè)計(jì)思路
摘要: 晶振作為電子設(shè)備的心臟是目前市場(chǎng)上最普遍使用的頻率振蕩器和時(shí)鐘器件。各種電子設(shè)備中,從最簡(jiǎn)單的玩具、家電、鐘表到復(fù)雜的計(jì)算機(jī)、手機(jī)、衛(wèi)星導(dǎo)航和尖端的通訊、航空設(shè)備上都要大量用到晶振,據(jù)ABI的研究報(bào)告顯示,約56%和34%的時(shí)鐘器件被用于通訊和信息產(chǎn)業(yè),剩下的用在消費(fèi)電子等其他應(yīng)用領(lǐng)域;預(yù)計(jì)時(shí)鐘器件的總市場(chǎng)規(guī)模在2011年將超過(guò)57億美金,其中通訊類(lèi)應(yīng)用將超過(guò)32億美金。 目前,以高精度溫補(bǔ)晶振(TCXO)的市場(chǎng)發(fā)展最為迅速,例如,采用高精度溫補(bǔ)晶振的GPS手機(jī)的年增長(zhǎng)率就超過(guò)30%,還有3G 手機(jī),GP
關(guān)鍵詞: TCXO 晶振 芯片
Abstract:
Key words :

晶振作為電子設(shè)備的心臟是目前市場(chǎng)上最普遍使用的頻率振蕩器和時(shí)鐘器件。各種電子設(shè)備中,從最簡(jiǎn)單的玩具、家電、鐘表到復(fù)雜的計(jì)算機(jī)、手機(jī)、衛(wèi)星導(dǎo)航和尖端的通訊、航空設(shè)備上都要大量用到晶振,據(jù)ABI的研究報(bào)告顯示,約56%和34%的時(shí)鐘器件被用于通訊和信息產(chǎn)業(yè),剩下的用在消費(fèi)電子等其他應(yīng)用領(lǐng)域;預(yù)計(jì)時(shí)鐘器件的總市場(chǎng)規(guī)模在2011年將超過(guò)57億美金,其中通訊類(lèi)應(yīng)用將超過(guò)32億美金。目前,以高精度溫補(bǔ)晶振(TCXO)的市場(chǎng)發(fā)展最為迅速,例如,采用高精度溫補(bǔ)晶振的GPS手機(jī)的年增長(zhǎng)率就超過(guò)30%,還有3G 手機(jī),GPS照相機(jī)和汽車(chē)電子等發(fā)展迅速的市場(chǎng)。

國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)將石英晶體振蕩器分為四類(lèi),分別是普通晶體振蕩(SPXO)、電壓控制式晶體振蕩器(VCXO)、溫度補(bǔ)償式晶體振蕩(TCXO)和恒溫控制式晶體振蕩(OCXO)。具體的應(yīng)用范圍和相應(yīng)的頻率穩(wěn)定度要求可參見(jiàn)表一所示。

頻率范圍1~60MHz。其中帶普通集成電路的TCXO頻率穩(wěn)定度可達(dá)到±0.5~±2.5ppm,主要應(yīng)用是;移動(dòng)電話、GPS導(dǎo)航定位、雙向無(wú)線通信設(shè)備等;如果要求頻率穩(wěn)定度在0.5ppm以上,則需采用智能化時(shí)鐘控制芯片的 TCXO 溫補(bǔ)晶振,選擇數(shù)字智能集成電路進(jìn)行頻率巍峨摁度的補(bǔ)償,它通常用于電信傳輸設(shè)備的時(shí)鐘基準(zhǔn)。

恒溫控制式晶振(OCXO),它是利用恒溫槽使晶體振蕩器或石英晶體振子的溫度保持恒定,將由周?chē)鷾囟茸兓鸬恼袷幤鬏敵鲱l率變化量削減到最小的晶體振蕩器。在OCXO中,有的只將石英晶體振子置于恒溫槽中,有的是將石英晶體振子和有關(guān)重要元器件置于恒溫槽中,還有的將石英晶體振子置于內(nèi)部的恒溫槽中,而將振蕩電路置于外部的恒溫槽中進(jìn)行溫度補(bǔ)償,實(shí)行雙重恒溫槽控制法。利用比例控制的恒溫槽能把晶體的溫度穩(wěn)定度提高到5000倍以上,使振蕩器頻率穩(wěn)定度至少保持在1x10-9(ppb量級(jí))。

無(wú)錫愛(ài)睿芯電子有限公司針對(duì)目前TCXO溫補(bǔ)晶振迅速發(fā)展的市場(chǎng)機(jī)遇,結(jié)合國(guó)內(nèi)本土晶振生產(chǎn)廠家在生產(chǎn)制造方面的成本優(yōu)勢(shì),開(kāi)發(fā)了新一代低成本、高精度可編程控制的智能化溫補(bǔ)時(shí)鐘控制芯片及其生產(chǎn)測(cè)試方案。公司第一代基于世界首創(chuàng)的BIT@CLOCK全數(shù)字智能溫補(bǔ)控制技術(shù)的GW8038溫補(bǔ)控制芯片已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)了高精度溫補(bǔ)控制功能,最高頻率穩(wěn)定度在-40~85℃內(nèi)達(dá)到0.1ppm,冷啟動(dòng)時(shí)間小于1秒,溫度補(bǔ)償穩(wěn)定度達(dá)到了世界一流水平。

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