Улучшенная технология TCXO для приложений с маленькими ячейками

Обзор приёмника RTL-SDR V3 (June 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Технология TCXO значительно продвинулась вперед, предоставляя решения для синхронизации как только исключительная провинция OCXO.

Дэйв КЕННИ,
Вице-президент по исследованиям и разработкам,
Pletronics, Inc.,
www.pletronics.com
Технология TCXO уже много лет используется в мобильных телефонах и GPS-приложениях. TCXO представляет собой кварцевый генератор с компенсацией температуры с корректирующим напряжением для изменения температуры, применяемого к штырю управления напряжением. Микросхемы, используемые в этом приложении, имеют датчик температуры и сеть компенсации 5- го порядка, которая генерирует корректирующее напряжение, подаваемое на генератор.
Технология TCXO значительно продвинулась вперед, предоставляя решения для синхронизации, когда-то исключительную провинцию кварцевого генератора (иногда называемого духовным) (OCXO). Технология, используемая в OCXO, создает нагреватель вокруг кристалла, поэтому устройство может быть стабилизировано при одной высокой температуре и не подвергаться изменениям температуры в окружающей среде.
Согласно стандарту Американского национального института стандартов (ANSI) под названием « Стандарты интерфейса синхронизации для цифровых сетей» (ANSI / T1.101-1987), генератор Stratum 3 требует ± 0, 28 ppm от -40 ° C до 85 ° C. В свое время это может быть предоставлено только с использованием технологии OCXO. Теперь технология TCXO является стандартной технологией, используемой для поддержки требований Stratum 3.
Даже более жесткая стабильность
TCXOs были подвергнуты стабильности более жестким, чем Stratum 3, в ограниченных диапазонах температур. Текущая лучшая в своем классе технология TCXO способна поддерживать стабильность температуры в диапазоне ± 50 ppb в диапазоне температур от 0 ° C до 70 ° C. Ограничивающим фактором того, насколько хорошо можно компенсировать TCXO, является чистота кристаллической кривой и порядок и ступенчатое разрешение ИС, используемой для компенсации устройства.
В таблице 1 показано сравнение технологии TCXO и OCXO. Двумя наиболее важными преимуществами технологии TCXO и OCXO являются более низкое энергопотребление и более быстрое время стабилизации. TCXO обычно требует около 1% тока, требуемого OCXO, и стабилизация измеряется в секундах или доли секунды.

Таблица 1. Сравнение с некоторыми характеристиками кварцевого генератора
Современное состояние
В таблице 1 также показано быстрое сравнение продукта OeM8 со стандартными технологиями TCXO и OCXO. OeM8, расширение серии частотно-регулирующих устройств серии OeM от Pletronics, является улучшенным TCXO, который увеличивает стабильность ± 50 ppb до рабочего диапазона температур от -40 ° C до 85 ° C.
OeM8 потребляет больше тока, приблизительно 20 мА, чем типичный TCXO, но текущий ток является согласованным и не изменяется с температурой, как традиционный OCXO. Этот продукт увеличивает стабильность ± 50 частей на миллиард в промышленном температурном диапазоне с низким временем течения и быстрым временем стабилизации, характерным для технологий TCXO.
Типичная характеристика частоты и температуры показана на рис. 1 для трех типичных устройств; данные о частоте / температуре принимаются с шагом 1 ° C. Алланская дисперсия и фазовый шум устройства показаны на рис. 2 и фиг. 3, соответственно.

Рис.1: Частота против температуры для трех типичных устройств OeM8


Рис.2: Производительность Allen Variance для устройств OeM8



Рис.3: Фазовый шум для устройств OeM8
Применение обратной связи с малой ячейкой
Для обратной связи с малой ячейкой требуется точное задание времени для синхронизации и определения местоположения. В частности, трехмерное размещение в многоэтажных структурах требует сверхточной точной привязки времени. OeM8 похож на OCXO в соответствии с этим требованием. OeM8 также предлагает преимущества более быстрой стабилизации частоты и меньшей мощности по более низкой цене. Эта работа помогает экономить время автономной работы при использовании в отдаленных местах, где требуется питание от батарей.
В то время как OeM8 следует рассматривать как стандартный TCXO в этом небольшом приложении обратной связи с ячейкой, есть еще один продукт - OeM4, который также может быть рассмотрен для применения в небольших ячейках. OeM4 предлагает значительное ценовое преимущество, и его производительность аналогична OeM8, но обеспечивает стабильность ± 50 ppb в более узком температурном диапазоне: от 0º до 70ºC.

Дэйв КЕННИ, вице-президент по исследованиям и разработкам, Pletronics, Inc., www.pletronics.com