Представленный TCXO с цифровой настройкой предназначен для высокоточной техники и проектов, в которых недопустимы электромеханические перегрузки, изменения температуры и изменения частоты. В подобных проектах для обеспечения точности настройки применяются процессоры обработки сигналов, которые требуют индивидуального программирования для работы с определенным кристаллом в заданном диапазоне температур, напряжений, а также качества сигналов. Результатом применения цифровых решений является достижение высоких показателей надежности и стабильности частоты ±1ppm во всем рабочем температурном диапазоне на протяжении 10 лет.
Традиционно TCXO применяются в генераторах опорной частоты подсистемы синхронизации в телекоммуникационных, беспроводных, навигационных и измерительных системах. Большинство востребованных приложений нуждаются в высокой стабильности генерируемого сигнала ( ±1.0ppm в промышленном температурном диапазоне от -40°С до +85°С). К сожалению, электромеханические воздействия, термочувствительность и другие неблагоприятные факторы приводят в традиционных системах к флуктуациям частоты генератора. Эти нежелательные флуктуации частоты значительно влияют на общую производительность систем. Снижение производительности проявляется в высоком коэффициенте однобитовых ошибок, низких скоростях передачи данных, высокой чувствительности смежных каналов. Традиционно системы с особенно высокими требованиями к точности и высокой стабильности строятся на основе более дорогих и громоздких термостатированных кварцевых генераторах (OCXO). Более точные TCXO существуют, но демонстрируют, не такие как хотелось бы, показатели температурной и эксплуатационной стабильности (подвержены эффекту "старения"). Поздние устройства этого типа имеют рабочий температурный диапазон от 0°C до +70°C при точности ±1.0ppm. Наконец, время эксплуатации TCXO, когда эффект "старения"не сказывается существенно меньше 10-ти лет и составляют годы.
Использование аналоговой компенсации для уменьшения естественных для кварцевых кристаллов флуктуаций невозможна. Разработки на основе аналоговой техники требуют длительного подбора кварцевого резонатора с требуемыми характеристиками, что приводит к увеличению стоимости конечного решения. В отличие от аналогового решения, цифровая компенсация обеспечивает надежное решение, одновременно внося в выходную частоту TCXO дополнительные шумы.
Подстройка частоты на основе измерения температуры и такой размер шага подстройки никогда ранее в цифровых TCXO не применялись. Подобный подход является ключевой новацией ИС DS4026. В DS4026 на основе сходящегося метода компенсации решается историческая проблема шумности цифрового сигнала при разработке TCXO. Каждая ИС DS4026 калибруется на заводе-изготовителе для компенсации температурных характеристик встроенного кристалла. В результате цифровое управление DS4026 становится столь же эффективным, как и в аналоговых. Кроме того, компенсационное сглаживание переходной характеристики при помощи программируемого цифрового процессора обработки сигнала также решает проблему последующего появления флуктуаций частоты. DS4026 обнаруживает любое отклонение от калибровки ИС и в итоге аномальные отклонения частоты не сказываются в последствии на работе всей системы.
DS4026 также имеет некоторые уникальные особенности, которые не свойственны другим TCXO. К ним относятся: точность определения температуры ±3°C температурным датчиком, 16-разрядный ЦАП для стабилизации, калибровки и подстройки частоты, управляемый процессором цифровой обработки сигнала. Подстройка частоты и считывание значения температуры осуществляется через интерфейс I2C. Подстройка частоты осуществляется с разрешением 1ppb при диапазоне настройки ±10ppm. ИС работает от одного источника питания номиналом 3.3В±5% и выпускается в стандартном 16-выводном корпусе SO. ИС соответствует директиве ЕС о защите окружающей среды от загрязнений опасными веществами RoHS. DS4026 выпускается в коммерческом и промышленном вариантах. Данные микросхемы TCXO применяются в генераторах опорной частоты подсистемы синхронизации в телекоммуникационных, SONET/SDH, беспроводных, GPS, навигационных и измерительных системах.
Источник: Rainbow Technologies