TCXO Oszillatoren

TCXO-Oszillatoren (Temperaturkompensierte Quarz-Oszillatoren), oder auch TCXOs genannt, werden in Designs eingesetzt, die eine höhere Temperaturstabilität als XO- oder VCXO-Oszillatoren erfordern. TCXO-Oszillatoren erreichen eine Stabilität von weniger als 1 ppm im Gegensatz zu einem typischen Quarz von 30 ppm.

Für TCXO sind bessere Temperaturkonstanzoptionen verfügbar, von 5 ppm bis 50 ppb. TCXO-Oszillatoren variieren in der Größe von den kleinsten mit 2,0 x 1,6 mm bis zu größeren Größen und sogar TH-Geräten, die in militärischen Anwendungen eingesetzt werden. Der wichtigste Faktor bei der Auswahl eines TCXO ist der Temperaturbereich, über den er arbeitet. Üblich sind –20 bis 70 °C, wobei die Premium-Anwendungen –40 bis 85 °C haben, besonders bei engen Toleranzen.

Wie funktionieren TCXO-Oszillatoren?

TCXO-Oszillatoren nutzen ein Kompensationsnetzwerk, das die Frequenzänderung über der Temperatur erkennt und eine nahezu inverse Kurve erzeugt. Diese wird genutzt, um den TCXO wieder auf die Nennfrequenz zu bringen. Der verbleibende Fehler ist die angegebene Stabilität, z. B. 1 ppm über –20 bis 70 °C, was bedeutet, dass der Nennwertfehler über diesen Temperaturbereich nicht größer sein sollte.

Digital gesteuerte TCXOs sind ebenfalls erhältlich und werden eher in kleineren Gehäusen und kostengünstigeren Lösungen eingesetzt. Diese Oszillatoren nutzen interne ADCs (Analog-Digital-Wandler) zur Temperaturüberwachung, folgen jedoch der Temperaturänderung in digitalen Schritten in Bezug auf den ADC-Wert.

Diese Typen sind aufgrund der Frequenzsprünge über die Temperatur nicht für GNSS-Lösungen geeignet.

VCTCXO – Spannungsgesteuerter und temperaturkompensierter Oszillator

VCTCXO-Oszillatoren verfügen über dieselben Funktionen wie TCXOs und haben als zusätzliche Funktionalität eine spannungsgesteuerte Funktion, um eine präzise Abstimmung der Ausgangsfrequenz zu ermöglichen. VCTCXOs unterscheiden sich durch ein VC-Pad (Spannungsregler) im Oszillator. Dieser Eingang erfordert eine analoge Spannung, die den Varactor im Inneren steuert und normalerweise Teil einer externen PLL zur Steuerung der VCTCXO-Frequenz ist.