【使用数字式 TCXO 的频率精度补偿方法】

如图1所示，音叉型石英晶体振荡器具有振荡频率随周围温度而变化的特性，为提高时钟精度则需进行精度补偿。图2表示的是爱普生晶振所采用的通过数字式 TCXO 温度补偿而进行的频率精度补偿方法。

该方法每隔一定周期将周围温度信息转换成数字，从内存中呼出该温度相应的补偿值，对振荡频率进行补偿。振荡频率补偿方式可分为两大种类：电容调整方式和逻辑调整方式。爱普生实时时钟模块中主要使用电容调整方式。在下页中说明补偿方式.

＜电容调整方式＞

电容调整方式指通过改变石英振荡频率进行补偿的方法。该方式利用振荡频率随石英晶体振荡器的振荡负载电容的增减而变化的特点，补偿因周围温度而产生的频率变动。简易原理用图3表示。

图3左表示音叉型石英晶体振荡器的频率温度特性，图3右表示频率随负载电容而变化的电容调整特性。补偿的具体内容包括根据周围温度①求出频率变量②，并推导出该频率变量②相应的负载电容变量③。将该温度相应的负载电容变量作为补偿值呼出后，对振荡频率进行补偿。该方式直接对振荡频率进行补偿，因此可以把实时时钟模块的振荡输出补偿为高精度后作为低频的休眠时钟使用。

＜逻辑调整方式＞

逻辑调整方式指不调整有源晶振,石英晶体振荡器的频率而起振，在分频电路的一部分增减脉冲进行补偿的方法。简易原理用图4表示。补偿的具体内容包括根据周围温度①求出频率变量②，在分频电路中对该频率变量②相应的频率进行补偿后输出。

如图4所示，通常由32768个脉冲生成“1 秒”的时间，若改为由32767个脉冲生成“1 秒”信号，就可以缩短1秒的周期。假如以每秒一次的频度执行该补偿，其频率补偿量则相当于约30.5×10-6。通过调整生成1秒的脉冲数以及变更补偿频度，就可以在不更改振荡电路的条件下进行较大的补偿。而且，该方式使用逻辑电路进行调整，最终将正确输出转动时钟的1秒信号，因而被广泛用于以1秒工作的手表等的时钟源。然而，输出到外部的时钟信号周期因温度补偿而急剧变化，因此将导致使用该时钟的CPU不能以正确时间工作，使用这种补偿方式时周围的元器件将无法享受其恩惠。

图5 表示使用数字式TCXO晶振进行频率精度补偿（电容调整方式）的爱普生晶振实时时钟模块的频率温度特性。

与音叉型石英晶体振荡器的温度特性（图5中的绿线）相比，可以看出爱普生实时时钟模块的补偿后的温度特性（图5中的蓝线）在较大的温度范围内保持稳定，时钟误差仅相当于月差9秒（频率精度为±3.4×10-6），实现了高精度、高稳定。