温度補償水晶発振器(TCXO)

TCXO・温度補償水晶発振器とは？

TCXO (温度補償水晶発振器)は、 XOやVCXO発振器より優れた温度安定性を必要とする設計で使用される受動部品です。TCXO発振器は、一般的な水晶振動子の30 ppmに対して、1 ppm未満の安定性を達成します。

TCXOでは、5 ppm → 50 ppbの優れた温度安定性オプションを利用できます。 TCXO発振器は、最小サイズの2.0 x 1.6 mmから大型サイズまでさまざまな大きさがあり、軍事用途に使用されるTHデバイスもあります。TCXOを選択する際に考慮すべき重要な要素は、動作温度範囲です。-20 → 70 °Cが一般的で、プレミアム製品は-40 → 85 °Cと、 特に許容差が厳しい場合の使用に適しています。

TCXOの仕組み

TCXO発振器は、温度による周波数の変動を感知し、ほぼ逆曲線を描く補償回路網を使用しています。これは、TCXOを公称周波数に引き戻すために使用されます。残りの誤差は規定の安定性で、 たとえば、-20 → 70 °Cで1 ppmの場合は、その温度範囲で公称値からの誤差がその値を超えてはならないという意味です。

デジタル制御のTCXOもあります。こちらは、小型パッケージやよりコスト効果の高いソリューションに使用される傾向があります。こうした発振器は、内蔵ADC (アナログ-デジタルコンバータ) を使用して温度を監視し、ADC値に関連するデジタルステップでの温度変化に追随します。

このタイプは、温度により周波数が跳ね上がるため、GNSSソリューションには適していません。

VCTCXO - 電圧制御温度補償発振器

VCTCXO発振器は、TCXOと同じ機能を備えていますが、出力周波数を緻密に調整できる電圧制御機能が追加されています。VCTCXOは、発振器にVCパッド(電圧制御)を搭載することで差別化しています。この入力には、内部のバラクタを制御するためのアナログ電圧が必要です。この入力は通常、VCTCXO周波数を制御する外部PLLに含まれています。