溫補晶振，即溫度補償晶體振蕩器（TCXO, Temperature Compensated Crystal Oscillator），是一種能夠在不同溫度條件下保持穩(wěn)定頻率的晶振。它通過加入溫度補償電路來減少環(huán)境溫度變化對振蕩頻率的影響，確保在各種環(huán)境條件下都能提供高精度的時鐘信號。溫補晶振主要分為直接補償、間接補償和數(shù)字補償三大類。

溫補晶振共性

高穩(wěn)定性：在廣泛的溫度范圍內(nèi)提供穩(wěn)定的頻率輸出，減小了溫度變化對設(shè)備性能的影響。

精密度高：提供高精度的時鐘信號，適用于需要高度時間準(zhǔn)確性的應(yīng)用。

低功耗：在一些移動設(shè)備和電池驅(qū)動的應(yīng)用中，TCXO通常設(shè)計為低功耗以延長電池壽命。

低相噪聲：部分TCXO設(shè)計還能提供低相噪聲特性，這對于通信系統(tǒng)等對信號干擾敏感的應(yīng)用尤為重要。

直接補償型TCXO

直接補償型TCXO通過熱敏電阻和阻容元件組成的溫度補償電路，在振蕩器中與石英晶體振子串聯(lián)而成。當(dāng)環(huán)境溫度變化時，熱敏電阻的阻值和晶體等效串聯(lián)電容的容值會相應(yīng)變化，從而抵消或削減振蕩頻率的溫度漂移。這種補償方式具有電路簡單、成本低、節(jié)省印制電路板（PCB）尺寸和空間的優(yōu)勢，非常適合小型和低壓小電流的應(yīng)用場合。然而，當(dāng)要求晶體振蕩器精度小于±1ppm時，直接補償方式可能無法滿足需求。

間接補償型TCXO

模擬式間接補償：利用熱敏電阻等溫度傳感元件組成溫度-電壓變換電路，并將該電壓施加到與晶體振子相串接的變?nèi)?a target="_blank">二極管上。通過晶體振子串聯(lián)電容量的變化，對晶體振子的非線性頻率漂移進行補償。這種補償方式能夠?qū)崿F(xiàn)±0.5ppm的高精度，但在3V以下的低電壓情況下可能會受到限制。

數(shù)字式間接補償：在模擬式補償電路中的溫度-電壓變換電路之后，再加一級模/數(shù)（A/D）變換器和數(shù)/模（D/A）變換器。溫度傳感器送出的信號經(jīng)過A/D變換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，再由D/A變換器轉(zhuǎn)換為模擬信號，經(jīng)匹配電路驅(qū)動變?nèi)荻O管。這種補償方式能夠?qū)崿F(xiàn)自動溫度補償，使晶體振蕩器頻率穩(wěn)定度非常高，但補償電路相對復(fù)雜，成本也較高。

數(shù)字式TCXO

數(shù)字式TCXO是采用數(shù)字信號處理技術(shù)對溫度進行精確補償。數(shù)字式TCXO內(nèi)部集成了溫度傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)字補償電路和D/A轉(zhuǎn)換器，能夠?qū)崟r監(jiān)測環(huán)境溫度并通過數(shù)字算法對振蕩頻率進行精確調(diào)整。這種補償方式具有補償精度高、響應(yīng)速度快、穩(wěn)定性好等優(yōu)點，但成本也相對較高。