0.2 ppm TCXO晶振控制芯片設計思路

晶振作為電子設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。各種電子設備中，從最簡(jiǎn)單的玩具、家電、鐘表到復雜的計算機、手機、衛星導航和尖端的通訊、航空設備上都要大量用到晶振，據ABI的研究報告顯示，約56%和34%的時(shí)鐘器件被用于通訊和信息產(chǎn)業(yè)，剩下的用在消費電子等其他應用領(lǐng)域;預計時(shí)鐘器件的總市場(chǎng)規模在2011年將超過(guò)57億美金，其中通訊類(lèi)應用將超過(guò)32億美金。 目前，以高精度溫補晶振(TCXO)的市場(chǎng)發(fā)展最為迅速，例如，采用高精度溫補晶振的GPS手機的年增長(cháng)率就超過(guò)30%，還有3G 手機，GPS照相機和汽車(chē)電子等發(fā)展迅速的市場(chǎng)。

國際電工委員會(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)、溫度補償式晶體振蕩(TCXO)和恒溫控制式晶體振蕩(OCXO)。具體的應用范圍和相應的頻率穩定度要求可參見(jiàn)表一所示。

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

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定度提高到5000倍以上，使振蕩器頻率穩定度至少保持在1x10-9(ppb量級)。

無(wú)錫愛(ài)睿芯電子有限公司針對目前TCXO溫補晶振迅速發(fā)展的市場(chǎng)機遇，結合國內本土晶振生產(chǎn)廠(chǎng)家在生產(chǎn)制造方面的成本優(yōu)勢，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時(shí)鐘控制芯片及其生產(chǎn)測試方案。公司第一代基于世界首創(chuàng )的BIT@CLOCK全數字智能溫補控制技術(shù)的GW8038溫補控制芯片已經(jīng)成功實(shí)現了高精度溫補控制功能，最高頻率穩定度在-40～85℃內達到0.1ppm，冷啟動(dòng)時(shí)間小于1秒，溫度補償穩定度達到了世界一流水平。