智能系统及其对温补晶振准确性的需求

家庭自动化或家庭自动化是当今使用的智能系统的一个例子。智能家居控制系统需要准确的时间才能智能化，学习习惯，并做出基于数据的决策，以预测未来的行为和需求。石英晶振传感器收集的数据仅在时基同步时才有效，并且只有在以正确的时序顺序记录事件序列时系统才有用。举一个触发门传感器来打开走廊灯的简单例子。如果门传感器或灯开关的时间记录关闭超过几分之一秒，则算法将无法获知所需事件的正确时间，并且灯将无法在正确的时间打开。

在当今的互联世界中，实时时钟（RTC）的准确性变得越来越重要，随着更多对象加入万物互联网，这种重要性将会增加。让我们来看一个早期的智能设备示例-智能电表，搭载了32.768K晶振,旨在提供更多信息和功能，以便更好地利用能源。在这种情况下，如果仪表时钟快速运行或基于错误的计费率时间间隔，则可以取消任何节省或收益。

智能正在超越我们直接的个人环境。例如，建筑物和桥梁的结构监测或使用地震传感器网络的石油勘探突出了对用于分析和预测的测量数据的精确时间戳的需要。这些系统的准确性及其提供的预测数据与各个节点的时间同步精度成正比。

今天的许多解决方案都使用昂贵且耗电的GPS接收器或高功率RF网络来节省时间。明天的系统将采用新的定时技术，无需功耗，体积庞大，费用高，即可提供高精度。目前，4G LTE系统使用DRX（非连续接收）周期，其需要精确的1.5μs休眠时间以使移动电话与网络连接,蓝牙模块晶振成为现阶段不可缺少的组件。在温度快速变化的环境中，在1s至2s的时间内，频率稳定性必须保持在优于1.5ppm的精度。无线连接丢失将导致RF流量的大量开销以及重新获取到基站的链路的额外计算工作。在未来，数据以远远超出当前水平的无处不在的智能设备无缝传输和传输，无线连接变得非常重要。

对于传统的基于石英贴片晶振的定时组件，1.5μs的计时是一项挑战。在今天的电子设备中可以看到每秒超过10°C的温度梯度。未补偿的200 ppm石英晶体通常每°C温度斜率显示超过3 ppm，在1秒内导致频率误差超过30 ppm。电子温度补偿可以减轻一些这种影响; 然而，石英今天振荡器受到石英晶体谐振器和电子温度补偿之间的缓慢热耦合的限制，使得石英TCXO晶振无法有效地响应快速温度梯度。相比之下，温补晶振在快速温度变化下保持频率精度，是处理快速温度梯度的简单解决方案。