TCXO調(diào)整晶體振蕩器的頻率，以補(bǔ)償由于溫度變化而發(fā)生的變化。為此，TCXO的主要元件是貼片壓控晶振VCXO。如下圖所示，該電路連接到可感測(cè)溫度并向振蕩器施加小的校正電壓的電路。

構(gòu)成整個(gè)溫度控制振蕩器的因素有很多：

補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)：

補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)是整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的關(guān)鍵。上面顯示了振蕩器溫度頻率響應(yīng)的近似曲線。實(shí)際曲線可以近似地以三階多項(xiàng)式的形式表示，盡管更精確的表示考慮了一些非線性，并且計(jì)算出接近五階多項(xiàng)式。補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)需要感測(cè)溫度并產(chǎn)生與之相反的電壓。

高精度溫補(bǔ)晶振TCXO的早期電子設(shè)計(jì)使用模擬電路，并且經(jīng)常直接使用包括電容器，電阻器和熱敏電阻的電子組件網(wǎng)絡(luò)來(lái)直接控制振蕩頻率。這種類型的電路包括補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)圖上的方框和晶體頻率拉動(dòng)方框。即使在今天，也有一些基于模擬的更簡(jiǎn)單的TCXO。

當(dāng)前，技術(shù)通常采用間接方法，其中在補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)中感測(cè)溫度，并且產(chǎn)生電壓，該電壓提供與溫度曲線相反的頻率變化。這可以通過(guò)使用一些相對(duì)簡(jiǎn)單的數(shù)字處理來(lái)實(shí)現(xiàn)，通過(guò)使用溫度與晶體溫度成反比的PROM或其他存儲(chǔ)器，可以提供更好的線性化。這樣可以使曲線的所有部分正確地線性化。

通常，盡管有變化，所以一個(gè)單元到另一個(gè)單元的晶體曲線相對(duì)相似，因此可能會(huì)有一點(diǎn)折衷。使用PROM方法可以為每個(gè)單獨(dú)的晶體生成曲線，盡管這會(huì)大大增加成本。

在許多情況下，處理電路都包含在特殊的ASIC中，以使其能夠針對(duì)應(yīng)用進(jìn)行定制，同時(shí)在電流消耗方面優(yōu)化性能。

振蕩器上拉電路：

一旦產(chǎn)生電壓，就將其施加到可以上拉晶體振蕩器頻率的電路上。通常，RF電路設(shè)計(jì)包含一個(gè)變?nèi)荻O管和一些低通濾波。

通常，可以將振蕩器拉至最大±50ppm，因?yàn)檫@應(yīng)提供足夠的范圍以適應(yīng)溫度范圍內(nèi)的頻率變化。此外，大多數(shù)TCXO都具有調(diào)整頻率以適應(yīng)老化的能力。這也需要容納在晶體振蕩器的拉動(dòng)范圍內(nèi)。

晶體振蕩器：

該振蕩器電路通常是一種標(biāo)準(zhǔn)的RF電路設(shè)計(jì)，但旨在提供具有理想驅(qū)動(dòng)電平的晶體的工作條件等。

晶體振蕩器旨在實(shí)現(xiàn)最佳性能。反饋電平經(jīng)過(guò)優(yōu)化，可在穩(wěn)定性，相位噪聲和無(wú)雜散信號(hào)方面提供最佳性能-晶體可以多種模式進(jìn)行激勵(lì)，因此需要優(yōu)化電路以確保雜散信號(hào)電平較低。產(chǎn)生。為此的一個(gè)關(guān)鍵要素是具有相對(duì)較低的反饋水平，但足以確保電路的可靠運(yùn)行。過(guò)多的反饋趨于激發(fā)石英晶體中不需要的模式。

振蕩器的范圍可以在可靠的操作，性能和振蕩器可以調(diào)整的范圍之間取得平衡。調(diào)整范圍受到性能降低的限制。如果晶體具有很高的Q元素，則只能在性能下降之前將振蕩頻率修整一定的量。

穩(wěn)壓器：

為了防止外部電壓變化引入不必要的頻率偏移，整個(gè)TCXO均應(yīng)集成穩(wěn)壓器，而穩(wěn)壓器本身不應(yīng)引入有害的溫度影響。

除此之外，穩(wěn)壓器的輸出應(yīng)具有非常低的噪聲。這是因?yàn)槿魏卧肼?，尖峰等都將傾向于以相位噪聲的形式出現(xiàn)在輸出上。這些振蕩器通常用于需要合理或低水平相位噪聲的應(yīng)用中。因此，電壓調(diào)節(jié)器的性能非常重要。

緩沖放大器：

電子電路設(shè)計(jì)中需要緩沖放大器，以增加對(duì)輸出的驅(qū)動(dòng)。盡管增加了一些附加的電子元件，但它將為晶體振蕩器本身提供隔離，使其免受可能看到的任何外部負(fù)載變化的影響。這將大大提高穩(wěn)定性，防止實(shí)際負(fù)載以任何方式拉高頻率。

另外，TCXO通常具有外部調(diào)節(jié)功能，可以定期重置頻率。這使得能夠消除晶體老化的影響。校準(zhǔn)調(diào)整之間的時(shí)間間隔取決于所需的精度，但通?？赡転榱鶄€(gè)月或一年。如果需要非常高的精度，則可以使用更短的時(shí)間。