温补晶体振荡器的频率温度稳定度  2012/3/1

  大部分晶体振荡器生产厂家的数据手册不会兼顾所有使用者的需要,特别是温补晶体振荡器的频率温度稳定度指标,多数情况下,数据手册所列指标往往只适应于某一类典型的应用场合或只符合生产厂家与其某几个主要用户的验收规则,所以只有充分理解频率温度稳定度的不同定义方法、与频率温度稳定度相关的其他频率温度特性指标、不同的环境温度测试方法,才能正确制定符合自己使用要求的频率温度稳定度指标,不加分析地简单套用频率温度稳定度指标很可能不满足系统使用要求。

频率温度稳定度的定义

温补晶体振荡器的频率温度稳定度总共有三种定义方法。

第一种,不带隐含参考温度的频率温度稳定度fT稳定度（1/2温度循环）[1]：在标称电压和负载条件,其他条件不变情况下,工作在规定温度范围内的不带隐含参考温度的晶体振荡器的最大允许频偏。

fT稳定度=±（fmax- fmin）/(fmax+ fmin)

(fmin/fmax是在规定温度范围内测得的最低频率/最高频率)

例如,“频率温度稳定度：≤±2.0ppm(-55℃～+85℃)”,则说明在整个规定工作温度范围内晶体振荡器频率最大峰值误差不超过4.0ppm。

第二种,带隐含参考温度的频率温度稳定度fTref稳定度（1/2温度循环）：在标称电压和负载条件,其他条件不变情况下,工作在规定温度范围内的带隐含参考温度的晶体振荡器的最大允许频偏。

fTref稳定度=±MAX[ （fmax-f ref）/fref , (fmin- fref）/fref ]

（fref是在规定参考温度测得的频率）

例如,“频率温度稳定度：≤2.0ppm（-55℃～+85℃,参考+25℃）”,则说明在整个规定工作温度范围内晶体振荡器频率与参考温度（+25℃）频率相减的绝对值不超过1.0ppm。

第三种,初始频率温度精度fT精度（1/2温度循环）：在标称电压和负载条件,其他条件保持不变的情况下,在规定的工作温度范围内,晶体振荡器其规定的标称值的初始最大允许频偏,对于非频率可调（厂家校准）振荡器,初始频率温度精度在制造时和发货后的规定时间内适用。对于频率可调（厂家一用户标准）振荡器,初始频率温度精度经制造厂家和用户校准后的规定时间内适用。

fT精度=±MAX[ （fmax-fnom）/fnom , (fmin-fnom)/fnom ]

(fnom是标称频率)

例如,“初始频率温度精度：≤2.0ppm（-55℃～+85℃）”,则说明在整个温度范围内晶体振荡器频率与标称频率相减的绝对值不超过2.0ppm。

表1是我们为某武器系统提供的10MHz温补晶体振荡器的频率温度实测数据,通过计算比较,你会看到同一只温补晶体振荡器采用不同的频率温度稳定度定义计算的结果差别很大。

fT稳定度=±（998-982）/（998+982）≈±0.8ppm

fTref稳定度=±MAX[ （998-985）/985 , (985-990)/985 ]≈±1.3ppm（参考+25℃）

fT精度=±MAX[ （998-000）/000 , (982-000)/000 ]≈±1.8ppm

（式中“998”代表9.999998MHz,“000”代表10.000000MHz,其他数据依此类推：1ppm=1×10-6）

 

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