diff --git a/contents/sections/oszillator_tcxo_ocxo.md b/contents/sections/oszillator_tcxo_ocxo.md index bbc8b68..1e8b1d5 100644 --- a/contents/sections/oszillator_tcxo_ocxo.md +++ b/contents/sections/oszillator_tcxo_ocxo.md @@ -1,18 +1,24 @@ -Oszillatoren haben, bedingt durch die Temperaturabhängigkeit der in ihnen verwendeten Bauelemente, immer eine Abhängigkeit der erzeugten Frequenz von der Umgebungstemperatur. Transistoren und Dioden haben eine relativ starke Abhängigkeit ihrer Kennlinie und Charakteristik von der Umgebungstemperatur (Verstärkungsfaktor, Schwellspannung, Kapazitäten). Ebenso sind auch die elektrischen Parameter passiver Bauelemente wie Kondensatoren, Widerstände und insbesondere Schwingquarze von deren Umgebungstemperatur abhängig. -Um Oszillatoren in ihrer Frequenz möglichst stabil zu halten, gibt es verschiedene technische und physikalische Möglichkeiten: -1. Alle Oszillatoren sollten immer möglichst gut thermisch isoliert zu anderen Wärmequellen in Geräten sein. -2. Anstelle eines RC-, LC- oder VCO-Oszillators ist ein Quarzoszillator vorzuziehen, da dieser wesentlich frequenzstabiler aufgrund der hohen Güte (Q) des Quarzes ist. Diesen Oszillator-Typ nennt man *XO* - Crystal oscillator. -3. Verwendung eines Quarzoszillators und Kompensation von thermischen Einflüssen durch Einsatz von Bauelementen in der Oszillatorschaltung, so dass sich Temperatureinflüsse im Bereich der üblichen Betriebstemperatur gegenseitig kompensieren. Diesen Oszillator-Typ nennt man *TCXO* - Temperature compensated crystal oscillator -4. Künstliche Stabilisierung der Umgebungstemperatur eines Quarzoszillators durch eine Temperaturregelung mittels Thermostatschaltung und Einbau in ein thermisch isoliertes Gehäuse sowie Isolation gegenüber externen Wärme- und Kältequellen. Diesen Oszillator-Typ nennt man *OCXO* - Oven controlled crystal oscillator. Der OCXO hat gegenüber den anderen Oszillatortypen die höchste Frequenzstabilität. +Die Frequenz eines Oszillators ist stets von der Umgebungstemperatur abhängig, da sich die Eigenschaften der verwendeten Bauelemente mit der Temperatur verändern. Bei Transistoren und Dioden betrifft dies beispielsweise den Verstärkungsfaktor, die Schwellspannung und die Kapazitäten. Auch passive Bauelemente wie Kondensatoren, Widerstände und insbesondere Schwingquarze weisen temperaturabhängige elektrische Eigenschaften auf. -Grundsätzlich sollten frequenzstabile Oszillatoren immer gegenüber geräteinternen und externen Wärme- und Kältequellen möglichst gut thermisch isoliert sein. Dies kann z.B. durch einen möglichst großen Abstand zu internen und externen Wärme- und Kältequellen sowie Luftströmungen erfolgen. +Um die Frequenz eines Oszillators möglichst stabil zu halten, sollte er im Gerät gut von anderen Wärme- und Kältequellen möglichst thermisch abgeschirmt werden. Dies kann z.B. durch einen möglichst großen Abstand zu internen und externen Wärme- und Kältequellen sowie Luftströmungen erfolgen. Zudem ist ein Quarzoszillator gegenüber einem RC-, LC- oder VCO-Oszillator vorzuziehen, da er aufgrund der hohen Güte des Quarzes eine deutlich höhere Frequenzstabilität aufweist. [question:AF215] + +Es gibt verschiedene arten von Quarzoszillatoren, die sich in ihrer Frequenzstabilität unterscheiden: + +* Der einfachste Quarzoszillator (vgl. Abbildung [ref:a_xo]) wird als *XO* bezeichnet, kurz für Crystal Oscillator. +* Ein *TCXO* (Temperature Compensated Crystal Oscillator) gleicht Temperatureinflüsse durch zusätzliche Bauelemente in der Oszillatorschaltung aus, sodass sich deren temperaturabhängige Effekte innerhalb des üblichen Betriebstemperaturbereichs weitgehend gegenseitig kompensieren. +* Ein *OCXO* (Oven-Controlled Crystal Oscillator) stabilisiert die Temperatur des Quarzoszillators mithilfe einer geregelten Heizung. Dazu befindet sich der Oszillator in einem thermisch isolierten Gehäuse, das ihn weitgehend vor äußeren Wärme- und Kälteeinflüssen schützt. Von den genannten Oszillatortypen bietet der OCXO die höchste Frequenzstabilität. + + +[photo:333:a_xo:XO Quarzoszillator mit $\qty{433,75}{\mega\hertz}$] + +% TODO Bild OCXO + [question:AD602] [question:AD603] [question:AD605] -Insbesondere beim Betrieb auf hohen Frequenzen ist die Frequenzstabilität des Referenzoszillators von Transceivern, Transvertern und Konvertern bei Nutzung von Betriebsarten, die empfindlich auf Frequenzabweichungen reagieren, sehr wichtig. Zum Erreichen der hohen Ausgangs- oder Empfangsfrequenzen findet geräteintern eine Frequenzvervielfachung des Referenzoszillators statt. Hierdurch wirken sich Frequenzabweichungen des Referenzoszillators multiplikativ auf die Sende- oder Empfangsfrequenzen aus, was zu hohen Frequenzabweichungen und Frequenzinstabilitäten (z.B. Wandern des Sende- oder Empfangssignals) führen kann. -Daher sollte immer der beste zur Auswahl stehende Oszillatortyp verwendet werden (z.B. TCXO oder OCXO). +Insbesondere beim Betrieb auf hohen Frequenzen ist die Frequenzstabilität des Referenzoszillators von Transceivern, Transvertern und Konvertern bei Nutzung von Übertragungsverfahren, die empfindlich auf Frequenzabweichungen reagieren, sehr wichtig. Zum Erreichen der hohen Ausgangs- oder Empfangsfrequenzen findet geräteintern eine Frequenzvervielfachung des Referenzoszillators statt. Hierdurch wirken sich Frequenzabweichungen des Referenzoszillators multiplikativ auf die Sende- oder Empfangsfrequenzen aus, was zu hohen Frequenzabweichungen und Frequenzinstabilitäten (z.B. Wandern des Sende- oder Empfangssignals) führen kann. Daher sollte z. B. auf dem $\qty{3}{\centi\meter}$-Band bzw. $\qty{10}{\giga\hertz}$-Band mindestens ein TCXO verwendet werden. [question:AD604] \ No newline at end of file