。但是现在的娱乐级声卡为了降低成本，通常都采用SRC将输出的采样频率固定在48kHz，但是SRC会对音
质带来损害，而且现在的娱乐级声卡都没有很好地解决这个问题。 石英晶体振荡器
石英晶体振荡器基本结构及工作原理
石英晶体振荡器分非温度补偿式晶体振荡器、温度补偿晶体振荡器（TCXO）、电压控制晶体振荡
器（VCXO）、恒温控制式晶体振荡器（OCXO）和数字化μp补偿式晶体振荡器（DCXOMCXO）等几种类型。
其中，无温度补偿式晶体振荡器是最简单的一种，在日本工业标准(JIS)中，称其为标准封装晶体振荡器
（SPXO）。现以SPXO为例，简要介绍一下石英晶体振荡器的结构与工作原理。 石英晶体，有天然的也有人造的，是一种重要的压电晶体材料。石英晶体本身并非振荡器，它只
有借助于有源激励和无源电抗网络方可产生振荡。SPXO主要是由品质因数（Q）很高的晶体谐振器（即晶
体振子）与反馈式振荡电路组成的。石英晶体振子是振荡器中的重要元件，晶体的频率（基频或n次谐波
频率）及其温度特性在很大程度上取决于其切割取向。石英晶体谐振器的基本结构、（金属壳）封装及其 等效电路。
只要在晶体振子板极上施加交变电压，就会使晶片产生机械变形振动，此现象即所谓逆压电效应
。当外加电压频率等于晶体谐振器的固有频率时，就会发生压电谐振，从而导致机械变形的振幅突然增大 。
温度补偿晶体振荡器（TCXO）： TCXO是通过附加的温度补偿电路使由周围温度变化产生的振荡频
率变化量削减的一种石英晶体振荡器。
TCXO中，对石英晶体振子频率温度漂移的补偿方法主要有直接补偿和间接补偿两种类型： 直接补偿型
直接补偿型TCXO是由热敏电阻和阻容元件组成的温度补偿电路，在振荡器中与石英晶体振子串联
而成的。在温度变化时，热敏电阻的阻值和晶体等效串联电容容值相应变化，从而抵消或削减振荡频率的
温度漂移。该补偿方式电路简单，成本较低，节省印制电路板（PCB）尺寸和空间，适用于小型和低压小
电流场合。但当要求晶体振荡器精度小于±1pmm时，直接补偿方式并不适宜。 间接补偿型
间接补偿型又分模拟式和数字式两种类型。模拟式间接温度补偿是利用热敏电阻等温度传感元件
组成温度－电压变换电路，并将该电压施加到一支与晶体振子相串接的变容二极管上，通过晶体振子串联
电容量的变化，对晶体振子的非线性频率漂移进行补偿。该补偿方式能实现±0.5ppm的高精度，但在3V以
下的低电压情况下受到限制。数字化间接温度补偿是在模拟式补偿电路中的温度—电压变换电路之后再加
一级模数（AD）变换器，将模拟量转换成数字量。该法可实现自动温度补偿，使晶体振荡器频率稳定度非
常高，但具体的补偿电路比较复杂，成本也较高，只适用于基地站和广播电台等要求高精度化的情况。 TCXO发展现状
TCXO在近十几年中得到长足发展，其中在精密TCXO的研究开发与生产方面，日本居领先和主宰地
位。在70年代末汽车电话用TCXO的体积达20 以上，目前的主流产品降至0.4 ，超小型化的TCXO器件体积
仅为0.27 。在30年中，TCXO的体积缩小了50余倍乃至100倍。日本京陶瓷公司采用回流焊接方法生产的表
面贴装TCXO厚度由4mm降至2mm，在振荡启动4ms后即可达到额定振荡幅度的90％。金石（KSS）集团生产的
TCXO频率范围为2～80MHz，温度从－10℃到60℃变化时的稳定度为±1ppm或±2ppm；数字式TCXO的频率覆
盖范围为0.2～90MHz，频率稳定度为±0.1ppm（－30℃～＋85℃）。日本东泽通信机生产的TCO－935937
型片式直接温补型TCXO，频率温度特性（点频15.36MHz）为±1ppm－20～＋70℃，在5V±5％的电源电压
下的频率电压特性为±0.3ppm，输出正弦波波形（幅值为1VPP），电流损耗不足2mA，体积1 ，重量仅为
1g。PiezoTechnology生产的X3080型TCXO采用表面贴装和穿孔两种封装，正弦波或逻辑输出，在－55℃～
85℃范围内能达到±0.25～±1ppm的精度。国内的产品水平也较高，如北京瑞华欣科技开发有限公司推出
的TCXO（32～40MHz）在室温下精度优于±1ppm，第一年的频率老化率为±1ppm，频率（机械）微调≥±
3ppm，电源功耗≤120mw。目前高稳定度的TCXO器件，精度可达±0.05ppm。 高精度、低功耗和小型化，仍然是TCXO的研究课题。在小型化与片式化方面，面临不少困难，其
中主要的有两点：一是小型化会使石英晶体振子的频率可变幅度变小，温度补偿更加困难；二是片式封装
后在其回流焊接作业中，由于焊接温度远高于TCXO的最大允许温度，会使晶体振子的频率发生变化，若不
采限局部散热降温措施，难以将TCXO的频率变化量控制在±0.5×10－6以下。但是，TCXO的技术水平的提
高并没进入到极限，创新的内容和潜力仍较大。
3.TCXO的应用 ：石英晶体振荡器的发展及其在无线系统中的应用，由于TCXO具有较高的频率稳
定度，而且体积小，在小电流下能够快速启动，其应用领域重点扩展到移动通信系统。
TCXO作为基准振荡器为发送信道提供频率基准，同时作为接收通道的第一级本机振荡器；另一只
TCXO作为第2级本机振荡器，将其振荡信号输入到第2变频器。目前移动电话要求的频率稳定度为0.1～
2.5ppm（－30～＋75℃），但出于成本上的考虑，通常选用的规格为1.5～2.5ppm。移动电话用12～20MHz
的TCXO代表性产品之一是VC－TCXO－201C1，采用直接补偿方式，外观如图2（b）所示，由日本金石（KSS ）公司生产。
电压控制晶体振荡器（VCXO）
电压控制晶体振荡器（VCXO），是通过施加外部 控制电压使振荡频率可变或是可以调制的石英
晶体振荡器。在典型的VCXO中，通常是通过调谐电压改变变容二极管的电容量来“牵引”石英晶体振子频
率的。VCXO允许频率控制范围比较宽，实际的牵引度范围约为±200ppm甚至更大。
如果要求VCXO的输出频率比石英晶体振子所能实现的频率还要高，可采用倍频方案。扩展调谐范
围的另一个方法是将晶体振荡器的输出信号与VCXO的输出信号混频。与单一的振荡器相比，这种外差式的
两个振荡器信号调谐范围有明显扩展。
在移动通信基地站中作为高精度基准信号源使用的VCXO代表性产品是日本精工·爱普生公司生产
的VG－2320SC。这种采用与IC同样塑封的4引脚器件，内装单独开发的专用IC，器件尺寸为12.6mm×7.6mm
×1.9mm，体积为0.19 。其标准频率为12～20MHz，电源电压为3.0±0.3V，工作电流不大于2mA，在－20
～＋75℃范围内的频率稳定度≤±1.5ppm，频率可变范围是±20～±35ppm，启
动振荡时间小于4ms。金石
集团生产的VCXO，频率覆盖范围为10～360MHz，频率牵引度从±60ppm到±100ppm。VCXO封装发展趋势是
朝SMD方向发展，并且在电源电压方面尽可能采用3.3V。日本东洋通信机生产的TCO－947系列片式VCXO，
早在90年代中期前就应用于汽车电话系统。该系列VCXO的工作频率点是12.8MHz、13MHz、14.5MHz和
15.36MHz，频率温度特性±2.5ppm－30～＋75℃，频率电压特性±0.3ppm5V±5％，老化特性±1ppm年，
内部采用SMDSMC，并采用激光束和汽相点焊方式封装，高度为4mm。日本富士电气化学公司开发的个人手
持电话系统（PHS）等移动通信用VCXO，共有两大类六个系列，为适应SMT要求，全部采用SMD封装。
Saronix的S1318型、Vectron国际公司的J型、Champion技术公司的K1526型和Fordahi公司的DFVS1－KHLH
等VCXO，均是表面贴装器件，电源电压为3.3V或5V，可覆盖的频率范围或最高频率分别为32～120MHz、
155MHz、2～40MHz和1－50MHz，牵引度从±25ppm到±150ppm不等。MF电子公司生产的T－VCXO系列产品尺
寸为5mm×7mm，曾被业内认为是外形尺寸最小的产品，但这个小型化的记录很快被打破。目前新推出的双
频终端机用VCXO尺寸仅为5.8mm×4.8mm，并且有的内装2只VCXO。Raltron电子公司生产的VX－8000系
恒温控制晶体振荡器（OCXO）
CXO是利用恒温槽使晶体振荡器或石英晶体振子的温度保持恒定，将由周围温度变化引起的振荡器
输出频率变化量削减到最小的晶体振荡器，其内部结构如图4所示。在OCXO中，有的只将石英晶体振子置
于恒温槽中，有的是将石英晶体振子和有关重要元器件置于恒温槽中，还有的将