L21. SJ 中华人民共和国电子行业标准 SJ/T 10638 -- 1995 石英晶体振荡器测试方法 Measurement methods for quartz crystal oscillators 1995-10-01实施 1995-04-22发布 中华人民共和国电子工业部 发布 中华人民共和国电子行业标准 SJ/T10638-1995 石英晶体振荡器测试方法 代替SJ1851=81 Neasurement methods for quartz orystal oscillators 1主题内容与适用范围 本标准规定了石英晶体振荡器电性能的通用测试方法，包括测试条件和方法等。适用于 各类石英晶体振荡器（以下简称振荡器）电性能的测试。 2引用标准 SJ/Z9155.1-87石英晶体振荡器第一部分综合性资料、试验条件和试验方法 3术语和定义 本标准使用的术语和定义符合SJ/Z9155.1第1章第3条的规定。 4测试条件和方法 4.1替代的测试方法 本标准规定的测试条件和方法不是唯一的，允许采用其它测试方法替代，但必须证明替代 方法所测得的有关特性值应与采用本标准规定的测试方法所测得的特性值等效，并符合有关 产品标准的规定。 4.2测试条件 4.2.1平衡条件 除非另有规定，振荡器全部电性能的测试均应在热平衡状态下进行。若因测试条件引起 被测特性随时间有明显变化时，应对其影响进行补偿；例如测量输出频率之前应规定振荡器在 规定测试条件下保持一段时间。 4.2.2试验的标准大气条件 除非另有规定，振荡器电性能的测试均应在25℃土2℃的环境温度，相对湿度45%~ 75%，气压86kPa~106kPa条件下并达到热平衡后进行。 4.2.3电源 振荡器电性能测试中所使用的直流电源应没有足以影响测量准确度的纹波含量，交流电 压应无瞬变过程。当电源纹波或瞬变对测量是关键时，在产品标准中必须对其含量有严格规 定。 4.2.4工作条件 中华人民共和国电子工业部1995-04-22批准 1995-10-01实施 1 SJ/T10638-1995 除非另有规定，振荡器电性能测试期间，所有电源电压和负载阻抗应控制在土1%准确度 内。 4.2.5空气流通条件 当振荡器不在25℃土2℃环境测试时，应提供足够的空气环流以保证振荡器周围温度的 均匀。 件。这种挡风箱的尺寸要保证振荡器周围温度分布均匀。若无其它说明，进行测量时的温度 就是指靠近振荡器外壳表面处的基准点的温度。如果使用挡风箱，则振荡器的高低温特性测 试都必须在挡风箱内进行，这时挡风箱上的温度就定为基准点温度。 4.2.6测试设备要求 产品标准中所标明的极限值是必须遵守的。在确定实际测试极限值时，应把测试设备和 测试方法的允许偏差考虑进去。 振荡器电性能的测试系统应定期检定。除非另有规定，其测试方法和测试设备的精密度 和准确度均应至少比被测允许偏差高一个数量级，且测试设备和基准频率源的标准应以公认 的国家标准为根据。 4.3测试方法 4.3.1耐过电压能力 的：在振荡器的电源输入端施加规定的过电压，振荡器的性能不应降低。 测试电路：测试电路框：71所示。 电源内阻 A 振荡器 电压源 图1耐过电压测试电路 测试方法：按图1接好电源、振荡器等，除非另有规定，振荡器应经受120%规定电源电压 的过电压作用，持续时间为1min。 规定条件：在产品标准中应规定下列测试条件： a：施加的最大电压及极性； b。电压源内阻。 4.3.2输入功率 目的：确定振荡器（必要时，还有恒温器）在规定条件下工作时所需电源电压和输入功率。 测试电路：测试电路框图如图2所示。 ? 电 源 振荡器 负 环境试验箱 (a)单一电源的 SJ/T10638-1995 射频电路 负载 射频部分电源 恒温器电路 恒温器电源 环境试验箱 (b)射频和恒温器分别供电的 图2输入功率测试电路 测试方法：按图2接好振荡器、负载和电源，并用适当仪表监测供电电压和电流。根据测 得的电压和电流值用式(1)计算输入功率： P=U×I +(1) 如果需要在非基准温度下测量输入功率，则应将被测振荡器放到环境试验箱内。每个规 定温度下的测量都要使振荡器在该温度下连续工作达到规定稳定时间后再进行。 对恒温振荡器（OCXO)，可以规定峰值和稳态两种输入功率。如果规定有峰值峰入功率， 则要在环境试验箱调到每个规定温度点时测量该点的电压和电流值。在测量峰值功率之前应 让不加电的振荡器和恒温器内的温度与环境温度达到一致。 注意事项： a. 在强制气流影响振荡器输入功率时，可以使用4.2.5条介绍的挡风箱来模拟静止空 气条件。 b。如果要测量峰值输入功率，为使测量值有足够的分辩率，需要使用数字式电压表和电 流表来测量。 测量非基准温度下峰值输入功率时，所使用的环境试验箱的热时间常数应大大小于 c. 被测振荡器及恒温器的热时间常数。 规定条件：在产品标准中应规定下列测试条件： 电源电压； a. b.负载细节； c：测量时所处的温度，除非另有规定，一般指靠近振荡器外壳表面处的温度； d．稳定时间。 注：还应说明是否要测峰值功率。 4.3.3输出频率 目的：测量振荡器在规定工作条件下的输出频率。 4.3.3.1测试方法A：允许偏差AF/F(规定的)≥1×10-7的频率测量。 测试电路：测试电路框图如图3a所示。 电 振荡器 源 负 载 打印机 频率计数器 频率标准 3 SJ/T10638-1995 fo+△f 振荡器 负载 电 源 频差倍 fo+mAf 频率计数器 频率标准 打印机 (b)△F/F<1×10-7采用的频差倍增计数器法 图3输出频率测量 测试方法：按图接好振荡器，并使振荡器在规定条件下工作直到稳定后用频率计数器直接 测频法测量频率。为获得要求的测量准确度，通常取1～10s的闸门时间。 4.3.3.2测试方法B：允许偏差△F/F（规定的）<1×10-7的频率测量 测试电路：测试电路框图如图3b所示。 测试方法：按图接好振荡器，并在规定条件下直到稳定，通常采用频差倍增法，用频率计数 器直接测量频率，以便在1~10s闸门时间范围内使测量达到规定准确度。 例如：以10s闸门测量5MHz信号其准确度为2×10-8。如果把5MHz信号频差倍增 2000倍，计数器取1s闸门，则测量准确度可达1×10-10。 注意事项：不论采用哪种方法都应遵守下列事项： a.振荡器应正确加载，并注意阻抗匹配； b。必须注意控制环境条件以使其不影响测试结果。 ：规定条件：在产品标准应规定下列测试条件： 电源电压； a. 负载细节； 频率测量准确度； t. 环境温度； 稳定时间。 4.3.4频率温度特性 目的：确定振荡器输出频率与温度的关系，本测试方法可以用来测量整个规定工作温度范 ，围的总频率偏差，也可用来测量在规定某温度下的输出频率。 测量电路：测试电路框图如图4所示。 测试方法：先将不加电的振荡器如图连接起来，同时让环境试验箱在规定的最低温度下达 到热平衡，再给振荡器加电，经过规定的稳定时间后，采用4.3.3条的方法测量频率，并记录频 率和温度。 环境试验箱温度应按阶梯（或按规定速率直线)式上升，并在每次温度调整时都要有规定 的稳定时间。 为确保频率不超过规定允许偏差，可以规定在测试期间连续记录温度和频率。 注：在某些应用场合，可能要求测量从最低温度升到最高温度与从最高温度降到最低温度之间频率温度 特性的再现性。在升温和降温时的特性称为重现误差（retraceerror）或滞后（hysteresls），在测试温补 晶振(tcxo)时有特殊的重要意义。 SJ/T10638-1995 注意事项： 在振荡器输入功率受强制气流影响时，可使用挡风箱来模拟静止空气条件； 环境试验箱 摄荡器 负载 电 L 频率测量系统 打印机及 温度记录仪 图4频率温度特性的测量 b.对于直线升温试验，除非在产品标准中另有说明，其温度变化速率应低于0.5℃/ min. 对于不连续升温试验，如果没有给出明确温度值，其递增阶梯应不超过1.5℃，并且 在每调整一次环境温度后都应有适当的稳定时间。 d除非产品标准另有规定，振荡器达到稳定所需的时间总要超过温度稳定时间的二倍； 如果被测的是温补振荡器（TCXO)，则必须特别注意确保低速率温度变化。除非产 e. 品标准另有规定，温度稳定时间为1h，升温速率在（0.2℃~1）/min之内。 规定条件：在产品标准中应规定下列测试条件： 电源电压； a. b. 负载细节； 试验温度范围； d. 最大温度变化速率；或 温度阶梯及温度稳定时间（对递增阶梯测量而言）； f.符合产品标准的其它内容。 4.3.5频率负载系数 目的：测量由负载变化而引起输出频率变化。 测试电路：如图3所示。 测试方法：采用4.3.3条的频率测量系统测量振荡器在规定的标称、最小和最大负载条件 下的输出频率，而其它工作参数则保持在规定值不变。 注意事项：测量频率时，振荡器输出端上的任何连接影响都必须计算在总负载值之内。 规定条件：在产品标准中应规定下列测试条件： 电源电压； a. b. 标称负载（适用的电阻和电抗）； c. 最小和最大负载极限； d. 标称频率； 稳定时间。 e. 注意事项：为减少温度变化对测得的频率起伏值的影响，可采用精密控制环境试验箱。 4.3.6频率电压系数 SJ/T10638-1995 目的：测量由于电源电压变化而引起的振荡器输出频率变化。 测试电路：测试电路框图如图3所示。 测试方法：电源电压分别调到规定的标称、最小和最大值，而其它工作参数保持在规定值， 采用4.3.3条的频率测量系统分别测量振荡器频率。每调整一次