晶体振荡器是一种电子振荡器电路，它通过振动晶体（通常是石英晶体）的机械混响来产生具有精确频率的电信号。它通常用于稳定应用，实时时钟信号，并为数字集成电路提供稳定的时钟信号。

晶体振荡器会因为环境因索，如湿度，压力，振动，特别是温度，而影响晶体振荡器频率的精度。为了限制它们的影响程度，推出了改进的晶体振荡器。分别的温度补偿晶体振荡器(TCXO-"XO"是晶体振荡器的旧缩写）和恒温晶体振荡器(OCXO)。两者都具有出色的短期稳定性，其主要限制因素包括振荡器电路中包含的电子元件，以及晶体老化带来的影响。

TCXO：一个聪明、实惠的解决方案

TCXO用于提供比标准晶体振荡器（XO）更高的温度稳定性。TCXO的功耗更高，而且成本也更高，但是当您考虑到它有效地解决上述环境因素并提供比普通XO更可靠的信号时，这些问题是无关紧要的。

由于其更高的性能水平，您可能会在当今许多智能手机，GPS设备和其他基站应用中找到TCXO。

设计

TCXO使用称为压控晶体振荡器（VCXO）的元件。包括温度传感器-当温度变化时-将向变容二极管施加一个小的正确电压，然后产生与温度产生的频率变化相等且相反的频率。这种基于平衡的电路允许TCXO继续提供稳定的频率而不受环境因素的影响。

功耗

TCXO需要短暂的预热期（通常为100ms，有时甚至更长，具体取决于设备的设计）。预热允许所有组件达到热平衡并确保设备提供精确信号。那些担心功耗的人会很高兴，但是在这个阶段使用的功率大部分是名义上的，实际上并不是那么耗电

校准

为了消除晶体老化的影响，TCXO需要进行外部调整，使频率能够定期复位。这些校准调整之间的时间根据所需的准确度而有所不同，但平均建议是每六个月到一年。如果需要更高的准确度，可以根据需要进行定期调整。

应该注意的是，对TCXO的机械调谐进行任何其他形式的调整（除了制造商批准的调整之外）都可以改变TCXO设计中的电调谐灵敏度，这反过来将导致它低于或过度纠正。施加温度补偿也可能是有问题的，因为晶体的温度系数随温度而变化。这些变化不是线性的，只会导致整个补偿网络的设计复杂化。

OCXO：价格更高，产品尺寸较大，但性能更好

OCXO的理论是，如果将晶体加热到工作环境中通常会遇到的温度，那么晶体的温度可以保持在恒定水平（通常在70-80°C），从而产生更高程度的频率稳定性。这种版本的晶体振荡器通常用于需要精确频率的任务，例如控制无线电发射器频率，蜂窝基站和军事通信设备。

设计

为了确保针对更高的内部工作温度进行优化，OCXO中使用的晶体通常由特殊切割（AT切割或SC切割）制成。所使用的“恒温槽”是一个隔热外壳，包含晶体以及振荡器组件，缓冲电路和电源电压调节。热敏电阻温度传感器用于控制加热器的功率，并确保恒温槽内的精确温度保持不变。

虽然具有精确调节的温度控制环境几乎可以保证晶体的性能，但应该记住，将所有物体放在封闭的恒温槽单元中意味着OCXO在物理尺寸上比TCXO大。因此，它不能用于许多适合TCXO的微型应用中。

电力消耗

使用OCXO时需要更长的预热时间，因为恒温槽只有在达到精确温度后才会开始运行（某些OCXO加热器在此期间实际需要大约1安培的功率）。另外，“恒温槽”维持在的持续供热也需要相当大的功率。如此高的功耗意味着OCXO不能仅依靠电池运行。

校准

与TCXO一样，每六个月到一年需要定期校准。这在很大程度上取决于设备的设计和使用它的应用程序的要求。