SJ Z 9155.1 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1

 

中华人民共和国电子工业推荐性部标准

    SJ/Z 9155.1-87

    IEC  679-1(1980

    石英晶体振荡器                                              含IEC 619--1

    第一次修改（1985）

第一部分综合性资料、试验条件和试验方法   

Quartz crystal controUed oscillators

  Part l General information, test conditions and methods

1  范围

第1章综合性资料

    本标准适用于电子技术中常用的，市场上作为独立部件出售的石英晶体振荡器。本标准

应与SJ/Z  9001--87  (IEC  68)标准矗基础环境试验程序帮结合起来使用。

    本标准所给出的综合性资料及试验方法对于各种类型石英晶体振荡器都是通用的。而每

一种试验的适用性及具体要求由于和振荡器具体型号有关，应该在有关的详细规范中给出。

    若一方面本标准有要求，另一方面详细规范也有要求，两者不一致而有抵触时，应以后

者为准。

2  目的

    为了评定石英晶体振荡器在机械，电气及耐气侯等方面的性能而建立若干统一条件，介

绍几种试验方法并提供石英晶体振荡器使用与维护方面的指南。

3术语和定义

3.1  普通型晶体振荡器packaged crystal oscillator  (PXO)

    是一种没有温度控制或温度补偿装置的，频率温度特性基本上由所用晶体元件确定的晶

体振荡器。

3.2  泛音晶体振荡器overtone crystal oscillator

  是一种使稳频晶体元件设计工作在特定泛音振动模上的晶体振荡器。

3.3  晶体切型crystal cut

    晶片相对于晶体结晶轴的方位。 

    注：之所以包含该定义，是因它可很好地确定振荡器晶体的切型，从而晶体频率温度特性也就确定了．选定晶体切型就等于确定了振荡器的某些特性．因而振荡器这些属性在详细规范中可不另列出。

3.4  压控晶体振荡器  voltage controUed crystall oscillator  (VCXO)

    是一种用控制电压能使频率按一定规律偏移或调制的晶体振荡器．

3.5  温度补偿晶体振荡器  temperature compensated crystal osillator  (TCXO)

    一种在振荡器内带有补偿系统以减小温度引起频率变化的晶体振荡器。

3.6  恒温晶体振荡器  oven controlled crystal oscillator  (ocxo)

    是一种至少能控制晶体元件温度（如用恒温器）基本保持恒定的晶体振荡器．这种恒温

工作状态能够保证OCXO在整个工作温度范围内振荡频率保持稳定，因此这种振荡器的频率

稳定性与晶体元件的频率温度特性的依赖关系很小。

    注：为了简明起见．本标准使用电子工业中广泛采用的“恒温器”（Oven)一词来表示一种靠某些控温，器件（如热动开关或比例仅反馈控制电路等）来保持内部温度稳定的绝缘箱体。

3.7  标称频率 nominal frequency

    在规定条件下工作时振荡播的给定频率。

8.8  频率允许偏差  frequency tolerance

    在规定条件下工作时，振荡器频率相对予规定标称值的最大允许偏离。

    注：频率允许偏差通常是要对规定的不同外界影响（电气的或环境的）分别给出．如果采用这种分别给出方法的话，就必须规定其它各工作参数的数值，还要规定给定变量的变化范圈。也就是说频率允许偏差分下列几种：

    a)假定其它条件保持不变，由于振荡器运用在给定温度范围引起的相对于基准温度时频率的偏离。

    b)假定其它条件保持不变，出于电源电压在给定范围变化引起的相对于规定电源电压时频率的偏离。

    o)假定其它条件保持不变，由于老化引起的振荡器频率相对于初始频率的偏离．

    d)假定其它条件不变，由于负载阻抗在给定范围内变化引起的振荡器频率相对于规定负载条件对频率的偏离．

    ……等等．

    有些场合，可以规定在给定寿命期间内由于任意或全部工作参数的组合作用而产生的总频率允许俯差．

3.9  频率偏置frequcncy offset   

    为了使振荡器频率在整个工作条件范围内对标称频率的偏离最小，在特定工作条件调试

振荡器频率耐，附加在振荡器标称频率上的频差。其值可正可负。

  举例：

/周，那么在装好振荡器时调定的初始频率偏置等于-2.5×lO7就能保征在正常运行一年期间内振荡器离标称频率有最小频偏。

  2)（见图1）

*为简洁起见，本条目中的通用缩写，诸如VCXO,在本标准其它地方也经常使用。仿此，“晶体振荡器”一词用“振荡器”代替。

图l  频率偏置用法示例

    如果要使在整个温度范围内离标称频率的频偏最小，可以针对基准温度下的调试，规定

某一频率偏置（如果实际情况要求就是如此，则频率偏置可用环境温度的函数来确定，比如

说用曲线表示）。

3.10  调整频率  adiustment frequency

    为了使在规定条件范围内凝率允许偏差满足技术要求，而在特定工作条件下必须将振荡器调整到的那个频率（也就是说调整频率=标称频率+频率偏置）。

3.11  频率调谐范围  frequency tuning range

    频率调谐范围是指用某种可变元件使振荡器频率能够改变的频率范围。其目的有二。

    -)把频率调到规定调整范围内某一特定值。

    b)由于老化或其它条件变化而引起频偏后，能够把振荡器频率修正到规定值。频率调

谐范围通常用对标称频率的相对频偏表示（如+1．00×10，一1.5×10）。

S.12  工作温度范围  operating temperature range

    是指在基准点测得的温度范围，在这温度范围内振荡器应能正常工作，其频率及其它输

曲信号都应不超过规定的允许偏差。

8.13可工作温度范围  operable temperature range

    是指在基准点测得的温度范围，在这温度范围内振荡器能够连续提供输出信号，不过其

频率、电平和波形等可以不在规定允许偏差内。

3.14  基准温度  reference temperature

2℃。

8.15基准点温度reference point temperature

    是指在振荡器规定基准点所测得的温度。通常将振荡器外壳表面上或环境试验箱（室）

中某一规定点作为这个基准点。具体规定见详细规范。

3.16  稳定时间  stabilization time

    是指晶体振荡器从加电到稳定进入规定极限内的工作状态所需要的时间．

8.17  频率电压系数frequency voltage coefficient

    是指其它参数保持不变，输出频率相对变化与电源电压相对变化之比。当电源电压在规

定范围变化，频率电压系数通常用每伏变化弓f起的相对频率变化来表示，如l×10／V。

    注：对恒温晶体振荡器(OCXO)，要观察到电源电压变化引起的全部影响需费很长对间，因为值温器的温度臆着电压扰动要缓慢地漂移到某—新值。

3.18频率负载系数frequeey load coefficient

    是指其它参数保持不变，输出频率相对变化与负载阻抗相对变化之比。它通常用输出频

率相对变化值／负载电阻变化百分之一来表示（如l×I0／RL变化百分之一）。

3.19频率老化（长期频率稳定度）  frequency ageing(long----term frequency stability)

    是表征振荡器频率与时间之间的关系。这种长期频率漂移是由于振荡器电路中的晶体元

件和（或）其它元件参数长期变化造成的，它可用每规定问隔时间内平均频率的相对变化来表示，如1×10/d.

3.20短期频率稳定度Short-term frequency stability

    表征振荡器频率对其平均值的随机起伏程度（见附录A）。这种物理现象常用几种方法

来度量，每种量度所描述的是这种随机特性不同方面的特征（见3. 21---s.26条）。它有频域和时域两类定义，据晶体振荡器具体应用不同，有的与频域关系密切，有的与时域关系密切．

3.21  相对频率起伏的功率谱密度power Spectral density．offraetional frequency

 fluctuations

    是短期频率稳定度优选的频域量度（见附录A）．振荡器输出信号的相对频率起伏可定

义为

    该函数的功率谱密度描述的是频率起伏的频域特性，它的量纲为Hz．

    注：上式中F为振荡器频率，为振荡器平均频率，为付立叶频率．

3.22  相对频率起伏的阿仑方差(Allar Variance of fractional frequency fluctuation)

    是振荡器输出频率短期稳定度的优选时域定义

=

其中：是无间隙贯序测量时连续得到的平均的瞬时相对频率起伏．

    为采样时间，每次测量都是按它来求平均值的．

    m为测量次数。

    这是总采样数为仍的采样方差的特殊形式（见附录A）

8.23相对频率起伏均方根值(R．M．S fractional frequency fluctuation)

  是振荡器短舰频率稳定度妁一种时域量度。它是以许多次频率测量的统计特性为基础

的，而每一次频率测懿值都代表在规定采样时间间隔内瞬时频率的平均值（见附录A）．

  相对频率起伏的优选最度为，

[]

3.24相位噪声（相位抖动）

    是振荡器短期频率稳定度的一种频域量度，通常用相位起伏功率谱密度表示，

其中相位起伏函数为．相位起伏谱密度能用下式直接与频率起伏谱密

度(见8.21)联系起来．

         

  注：与3.21条—样，F和指振荡器频率，为付立叶频率．

3.25  频谱纯度Spectral purity

    是频率稳定度的一种频域量度，它通常用单边带噪声功率谱中每赫芝带宽噪声功率相对

予总信号功率的分贝数来表示。它包括了不确定的噪声功率，谐波失真分量和杂波信号频

率扰动，振荡器信号质量的这种量度对于模拟信号处理和长途通信应用方面是特别有用的。

  3.28  寄生调频  incidental frequency modulation

    是一种优选的频率稳定度的频域量度。10振荡器信号加到一具有规定特性的理想鉴频电路上得到基带合成信号，再用这基带合成信号的频谱来描述寄生诃频是极为适合的。如果适当规定检波带宽，则寄生词频可以用输出频率的相对比例来表示(如在lOkHz带内为2×10r．m．S)。

3.27  调幅失真  amplitude modulation distortion

    是属于由调制信号波形中各频谱分最的相对幅值有所改变而造成的非线性失真，通常也

称之为频率失真，幅度失真和幅频失真。

3.28  调频频偏线性度  linearity of frequency modulation deviation

    是一作为与理想函数（直线）相比的调制系统传输特性的一种量度，通常用规定满频偏的百分数来表示允许的非线性。调制线性度还能由调制器件产生的基带信号的允许失真表示(如：互调和谐波失真成分与总调制信号功率相比不超过-40dB)

    例．图2是一典型调制振荡器的输出频率曲线，该振荡器调铜特性在±3V范围内为

133.3Hz/V允许非线性为±5%。曲线D是与理想曲线(A)和极限曲线（B和C）相比较的实际特性曲线。

3.29  谐波失真harmonic distortion

    是一种由不希望有的但又与有用信号频率有谐波关系的频谱分羹来描述的非线性失真．

通常用相对于有用信号输出功率的功率比（分贝数）来表示各个谐波分量(如二次谐波抑制

为-30dB)。

图2典型的频率起伏特性

3.30  杂波振荡  Spurious oscillations

    是在振荡器输出端呈现的，与有用输出频率没有谐波关系的离散频谱分量。这些分量可

能呈现为对称边带，或者是单一频谱分量，这取决于产生的模式。输出频谱中杂波分量通常

用相对于输出信号功率的功率比（分贝数）来表示。   

3.31 脉冲持续时间  pulse duration

    是指在脉冲波形前沿和后沿上脉冲函数等于规定值的点之间的时间间隔；

 3.32上升时间  rise time

    是指在脉冲波形前沿从其最大幅度的lo%变化到90%所需要的时间间隔。上升时间与时

间常数成正比，同时是波形陡度的一种量度（见图3）．

3.33下降时间  Decay  (or fall) time

    指在脉冲波形后沿从其最大幅度90%变化-l0%所需要的时间间隔（见图3）。

3.34对称性Symmetry

  在考虑中。

4标志

每个晶体振荡器上应清晰地标志下列擦拭不掉的内容。

_)型号或代号，制造日期；

b)标称频率；

c)贷源标志；

d)供选择内容，诸如；

——电气连接标识；

图3输出脉冲波形特性曲线

     ——顺序号；

  ——识别码；

  —一电源电压及其极性。

  注：建议按下述规定标志标称频率：

  一一低于1kHz的以Hz为单位，

  --—lkHz～1MHz的以kUz为单位，

  一一高于1MHz的以MHz为单位。

5鉴定试验

5.1．型号

  一个型号包括了一个制造商按一个设计进行制造的晶体振荡器．

  注：晶体振荡器的设计包括下列内容:

  一一电气特性;

  一一环境特性；

  一—结构;

  ——外形;

5.2鉴定试验

    晶体振荡器的鉴定试验是由代表该型号的若干样品进行的，以确定某个制造商是否有能

力制造满足规范要求的晶体振荡器为目的的，完接韵一系列的试验。

5.3鉴定批准是由有关权威（用户本身或由他指定的部门）．对某个制造商有能力生产相当

数量符合规范要求的某型号产品而进行的判定。

5.4本标准第1章介绍对测量晶体振荡器常用性能特性的试验条件和试验方法。特殊情况

下试验的具体参数及试验顺序则最好由制造商和用户协商。

第2章  试验条件和试验方法

8外部目检

6.1  目检试验A（初检）

    目检振荡器以保证其态状，工艺及表面涂层是满意的。标志应清晰耐久．

6.2目检试验B（试后检查）．

    目检振荡器应无腐蚀或其它对工作有影响的损坏。标志应清晰耐久。

7尺寸和酒量

7.1尺寸试验A（接端）

  接端的尺寸，间距及排列平直度应按规范要求用量规进行检查．

7.2尺寸试验B（外壳尺寸）   

  应按规范要求检查总体外亮尺寸。

8电性能试验

除非有关详细规范明确声明，都应按本标准所叙述的方法进行试验。

本标准为测定下述环境及性能特性商制订了电性能试验程序．

——绝缘电阻；

——耐电压试验；

—一电源电压；

一输入功率；

——输出频率；

——频率温度特性；

——频率稳定度特性；

—一频率调整；

——重现性；

——输出特性；

——调幅特性；

——调频特性；

——频谱纯度；

——电磁干扰特性；

8.1概述

    第8条给出了适用予电性能测量方法的一般性内容以及测t时要遵循的注意事项．

8.1.1替代的试验方法

    本标准规定的测量方法和试验条件并不是唯一可采用的方法。但是，如果要用其它方法

就必须证明用该方法所测的特性值要在用本推荐的方法测量有关详细规范规定的极限范围之内．

8.1.2平衡状态  

    除非另有规定，全部电性能试验都应在平衡状．态下进行．如试验条件引起被测特性随时间有明显变化时，应规定补偿这影响的方法-’例如测量输出频率之前应规定振荡器在规定试验条件下保持一段时间。

8.1.3温度

    除非另有规定．全部测量都应在25士2的环境温度或基准点温度下进行．当然也可以在其它温度进行测量，但妥证实当25温度试验时振荡器特性是符合详细规范全部规定的．

8.1.4电源

    晶体振荡器试验中所使用的直流电源应没有足以影响测量精度的纹波含量．交流电源应

无瞬变过程．在电源纹波和（或）瞬变对测量是关键时，在详细规范中必须对其含量有严格

规定．

8.1.5工作条件

    除非详细规范另有规定．在晶体振荡器电性能试验期间内所有电源电压和负载阻抗应控

制在±1%精度以内．   

8.1.6注意事项

    8.2条所给出的电性能试验的测量电路和程序是优选的；如果测量装置改变了被测特性的话，则必须把某些负载效应考虑进去进行适当修正．

8.1.7温度试验的空气流通条件

    当器件不在25士2 环境测量时，应提供足够的空气环流l；l保证良好的温度控制。

    如果强制气流的热损耗影响振荡器性能的话，可把振荡器装进一导热挡风箱来模拟静止空气条件。这种挡风箱内部尺寸要保证振荡器周围温度分布均匀．除非详细规范另有说明，

进行测量时的温度就是指振荡器外壳表面上基准点的温度．如果使用挡风箱，则高温和低温

两个试验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。

8.1.8测量精度

    详细规范中所标明的极限值是必须遵守的。在确定实际试验极限值耐，则应把测量仪器

和测量方法的允许偏差考虑进去。

    除非详细规范中另有说明，评定振荡器性能用的试验设备和试验方法的精密度和准确度

都应至少比被测允许偏差高一个数量级（即10倍，如：用±0.1%准确度的电压表去测+1%

允许偏差的电平）．试验设备和基准频率源的标准应以公认的国家标准为根据．

8.2具体试验程序

    本节内容是测定石英晶体振荡器具体性能特性和电性能参数用的推荐试验电路和程序．

8.2.1  绝缘电阻

    目的：用低于击穿值的电压进行测量时，确定规定点之间的电阻是否超过规定值。

    试验电路：图4．

    程序，按图4a的方法将规定电压加到指定接端上，读出电流表的电流，它应小于规定的最大值，此外，还可按图4b方法用欧姆计直接测量，这时阻值应大于规定的最小值．在上述a或b方法试验之后再进行工作性能试验，以察证该器件的功能是否正常．

    注意．电压只能加到规定接端上，同时若有极性规定时还应遵照极性要求加电压。

图4a  电压一电流法

图4b欧姆计法

   图4  绝缘电阻测量方法

试验期间所加的电压不得超过规定值。如不遵守上述任一事项都可能导致被试器件损坏。

    规定条件．在详细规范中应规定下列试验条件．

    1)试验点，

    2)所加电压的极限值及极性，

    3)最小电阻值；

    4)最大电流量。

  注：在对2）、3）款不另作说明时，最大电压要低于20V，测得的电阻值应大于20M。

8.2.2耐电压

    目的：确定在两个或多个规定接端之间施加高电压不会引起击穿，过电流或振荡器其它

性能的损伤．

    试验电路：图5。

图5耐电压试验用试验电路

    程序：将规定电压加到指定接端之间应无飞弧或其它击穿迹象。耐电压试验后，再进行

工作性试验以检查振荡器性能是否受损。

    注意：电压应只加到规定接端，在指明极性时应遵照极性要求。加的电压不应超过规定

值，电流量不应超过给定的最大值。不遵守上述任一事项都可能导致被试器件受损。

    规定条件。详细规范中应规定下列试验条件。

    1)试验接端，

    2)施加的最大电压及极性；

    3)电压源内阻；

    4)最大允许电流；

    5)如适用的话，可规定预处理程序。

8,2.8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要的电源电压和输入功率。

    试验电路：见图6．．

图6a 1单一电源的

图6b射频和恒温器分别供电的

图6输入功率测量电路

    程序：按图接好振荡器、负载和电源，并用适当仪表监测电源电压和供电电流。根据测

得的电压和电流值计算输入功率：

    如果要在非基准温度下测量输入功率．则应将被试器件放辨适当的环境试验箱内。每个

规定温度下的测量都要在该温度下连续工作规定稳定时间后再进行。

    对于恒温晶体振荡器(ocxo)，可以规定峰值和稳态两种输入功率．如果规定有峰值输入功率，则受在环境试验箱调到每规定温度点时测量瞬时电压和瞬时电流值。在测量峰值

功率之前应该让不加电的振荡器和恒温器在工作温度达到热平衡。

    注意：

    l)在强制气流影响振荡器输入功率的场合，可以使用8.1.7条介绍的挡风箱来模拟静

止空气条件．

    2)如果要测量峰值输入功率，为了以足够分辨率来测瞬时值，需要使用记录型仪表测

量电压和电流．

  3)  测量非基准温度下峰值输入功率时，所使用的环境试验箱热时间常数应大大小于披

测振荡器及恒温器的热时间常数。

    规定条件：详细规范中应规定下列试验条件。

    1)  电源电压；

    2)负载细节；

    3)测量时所处的温度，除非另有规定，一般指振荡器外亮表面上基准点的温度；

    4)稳定时间；

    注：还应说明是否要测峰值功率。

8.2.4输出频率   

    目的：测量晶体振荡器在规定工作条件下的输出频率．不论什么时候要测振荡器频率，

都应采用这里所介绍的测量方法。这里给出了根据要测的精度选用的两种方法。

    A允许偏差≥1×10的频率测量。

    试验电路．图7a。

图7a≥l×10时采用的计羝器法

图7b<l×10时采用的计数器法

图7振荡器输出频率的测量

    程序:按图接好振荡器，并在规定工作条件下直到稳定后用频率计数器直接测频法或周

期平均法来测量频率。为了获得要求的测量精度通常取0.1～lOs的闸门时间，对5MHz以下的频率一般讲来用周期平均法测量较为有利。

  B允许偏差<l×10的频率测量。 

试验电路:图7b。

    程序:按图示接好振荡器。并在规定工作条件下直到稳定，需选择一个适当的频率倍增

系数，以便在0.1～lOs范围之内的时间间隔便测量达到规定精度。

    例:以lOs间隔测量2.5MHz信号到l×10的精度，零倍增系数为4。

    注：替代的测量方法是指用高速“互易”计数器以及采用频率或相位比较系统来测定振荡器与频率合成器扑出的巳知频率之同的频率。盾种方法对准确度优于l×10的频率测量尤其有用．

    注意：不论用哪种方法都应遵守下列事项。

    1)  振荡器应正确加载，应将试验设备的连接影响考虑在负载之内．

    2)  必须注意控制环境条件以使其不影响测试结果。

    规定条件．详细规范应给出下列试验条件．

    1)电源电压；

    2)负载细节；

    0)频率测量精度；

    4)环境温度，

    5)稳定时间．

6.2.6频率温度特性

    目的．确定晶体振荡器输出频率跟温度的关系。这试验方法可以用来测量整个规定工作

温度范围的总叛率偏移，也可用来测量在规定某温度下的输出频率。

    试验电路：图8．  

环境试验箱

图8频率温度性能的测量

    程序：先将不加电冉孑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8.2.4条的方法测频，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）式升高，并在每次温度调整时都要有规

定的稳定时间．

    为了确保频率决不超过规定允差，可以规定在本试验期间连续记录温度和频率。

  注：在某些应用场合．可能要求测定从最低温度升到最高温度与从最高温度降劐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差称为重现误差(relltoe error)或滞后(hysteresis)，在试验温补晶体振荡器(TCX0)时具有特殊的重要意义。

    注意：

    1)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态空气条件．

    2)对于直线升温试验，除非在详细规范另有说明，其温度变化速率应低0.5℃/min。

    3)对于不连续升温试验，如果没有给出明确温度值，其递增梯阶，应不超过1.5℃并

且在每调一次环境温度都应有适当的稳定时间．

  4)  除非详细规范另有规定，振荡器达到稳定所需的时间总要超过温度稳定时间的=

倍。

  5)如果被测的是温补晶体振荡器(TCXO)，必须特别注意确保低速率温度变化。除非详细规范另有规定，温度稳定时间为lh，升温速率在0.2～1/min之内。

    规定条件:详细规范中应规定下列试验条件，

    1)  电源电压;

    2)负载细节，

    3)试验温度范围，

    4)最大温度变化速率;或

    5)温度梯阶及（温度）稳定时间，对递增阶梯式测量而言，

    8)符合详细规范的其它内容。

8.2.6频率负载系数

    目的:测量由负载变化而引起的输啦频率变化（见8.18条）。

    试验电路:图8。

    程序:采用8.2.4条的频率测量系统测量振频器在规定的标称、最小和最大负载条件下

的输出频率，而其它工作参数吼旺保持在规定值不变。

    注意．测量频率时，振荡器输出靖上的任何连接影响都必须计算在总负载值之内。

    规定条件:详细规范应给出下列试验条件．

    1)电源电压;

    2)标称负载（适用的电阻和电抗）;

    3)最小和最大负载极限，

    4)标称频率;

    5)稳定时间。

    注：为减少温度变化对测得的频率起侠值的影响，可以要求采用精密控莉的环境试验箱。

8.2.7频率电压系数

    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。

    试验电路:图8．

    程序:电源电压分别调到规定的标准值，最小值和最大值，而其它工作参数保持在规定

值，采用8.2.4条的频率测餐系统分别测量振荡器频率。在这三次测量，每调整好一次电源

电压都应让振荡器稳定一段规定的时间再测量频率。

    注意:在调节电源电压后可能立即出现瞬时频偏，特别是当被试振荡器是ocxo和Tcxo

时。如果瞬时频偏量较大，则应采用记录型仪器来记录这频偏，同时还要单独规定出在瞬变

期间出现的最大允许频偏。

    在进行这种试验期间，为使环境温度保持在它的规定值，需使用环境试验箱。

    规定条件:详细规范应规定下列试验条件．

    D标称负载;

    2)  温度（如果不同于基准温度的话）；

    8)标称电源电压；

    4)最小和最大电源电压；

    5)稳定时间；

8.2.8热瞬变的频率稳定性

    目的一测定由于规定温度变化所引起的振荡器瞬时频偏的热响应时间和过冲(overs-

hoot)。

    试验电路：图8．

    程序：把未加电的振荡器放入环境试验箱内，并让它在规定的初始温度达到热平

衡．然后再给振荡器加电，并让它在标称工作条件下稳定一段规定的时间。这个阶段结束之

后，按规定速率将环境试验箱温度变到最终温度。在这段工作期间及其以后应连续记录

振荡器输出频率和环境温度（在基准点测量的），画出图9所示的频率变化曲线和温度曲线，

再根据两条曲线确定“热响应时间”和”过冲”。

    a)瞬时频偏的过冲，既可用对于标称频率的相对值(如过冲不超过2×10)，也可用稳态频偏的百分数表示．

过冲(%)=

b)除非另有规定，热响应时间就是频率变化到总变化量lO%那一点与距最终频率还有

lO%变化量的点之间的时间间隔．如图9所示有两种可能．

    1)当过冲小于lO%，热响应时间等于()min.

    2)当过冲等于或大于lO%时，热响应时间等于()min。

    注意：

    1)应把温度传感器装在规定位置使其记录基准点的温度．为了使测量结果有良好重复

性，必须精确规定传感器位置和温度梯度。

T=稳定时间的终端；

  频率变化到稳定增量lO%的时间；

t  频率变化到稳定增量90%的时间；

t  在越过过冲后频率返回到稳定增量ll0%处的时间（指在过冲大于10%时）。

图9典型振荡器的热瞬变性能

   2)测频系统（不论是模拟还是数字式的）响应时间必须比被测振荡器最大频率变化率要

短，

    规定条件．详细规范应规定下列试验条件。

    1)电源电压；

．  2)负载细节；

    3)初始和最终基准点温度及试验基准点温度的变化速率，

    4)  温度传感器基准点的准确位置。

8.2.9频率调节和／或可调度

    目的：测量频率调节范围和／或可诃度（见3.11条）。频率调节范围通常用对标称频率

的相对频偏来表示(如士l×lOmin)。 

    试验电路：图7。

    程序：用8.2.4条的测频系统，在规定频率调节条件下测量输出频率。

    规定条件．详细规范应规定下列试验条件：

    1)电源电压；

    2)负载细节；

    3)稳定时间

  注：除非另有规定，通常将有效范围的极值作为频率调节范围。

8.2.10重现性

    目的．测量振荡器断电存放一定时间后再加电输出频率返回到原先稳定输出频率的规定

范围之内的能力．   

  注‘重现性’这个术语在用来描述温补振荡器特性时，具有如8.3.5条所述的另—种含义。而这里所讲的通常是对恒温控制晶体振荡器(ocxo)或部件型晶体振荡器(rxo)而言的．

    试验电路：图lO。    ．

 

图10  重现性的测量

    为了做好试验，在规定断电存放期后必须注意准确地恢复到原先稳定期间的全都工作条

件。

    注：这项试验不是要测定稳定时间（见8.2.17条）因通常认为这时间较短，而且允许偏差相当大．

    程序：把未加电的振荡器放入环境试验箱，使其内部温度保持在规定值。给振荡器加电

并把所有工作参数都调到规定值，然后测量频率随时间的变化．经过规定的工作期间（见图11，必须大于稳定时间）紧接着就记录输出频率，之后切断振荡器电源，让它承受存放温度以规定时间。在存放期终了时，再次接通电源并记录频率随时间的关系。重现时间，就是接通电源后输出频率返回到切断电源前频率记录值的规定允差内所需要的时间。

    注意：如果振荡器（在期间）放在另一个环境试验箱内，则必须让振荡器在测频前有

足够的时间使其稳定在规定的测频温定，该稳定时间（处于不加电状态）应作为存放期的

一部分．

图11重现性示例

规定条件：详细规范应规定下列试验条件

1)电源电压；

 2)负载细节；

 3)测量温度；

 4)开始测重现性前的振荡器工作时间；

S)存放时间；

6)存放温度，

7)频率允许偏差。

注：上面是分别规定测量温度帮存放温度的。但这两个很可能是同一温度，不过通常存放温度的允差要比测量温度大得多。测量温度典型值为25土0．5℃。

8.2.11  振荡器输出电压

    目的：测量振荡器在规定条件下工作时的输出电压。

    试验电路：图12。

图12输出特性的测量方法

    程序：按图12连接振荡器，在整个有效频率调节范围保持输出电压在规定极限范围之

内，输出电压用示波器或高频电压表监测。测量通常在25℃进行，但也可以规定在整个工作温度范围进行。

    有效值电压。用射频电压表跨接在负载上测量。 

    峰-峰值电压．用示波器跨接在负载上测量。

    注意。对非正弦输出波形，必须注意到输出电压有效值可用不按搿真正有效值黟原理工

作的电表读出。

  规定条件．详细规范应规定下列试验条件：

  1)电源电压；

  2)负载细节；

  8)稳定时间。

8.2.12振荡器输出功率

    目的：测量振荡器在规定工作条件下工作时的输出功率。

    程序：测量电路和规定条件等完全按照8.2．；l条（输出电压）。

    输出功率可从输出电压有效值和已知负载阻抗算出来，此外还可以用适当的功率计直

接读数．对于非正弦波，输出功率经常用直读式功率计或“真正有效值劳读数电压表来测

量。   

8.2.13振荡器输出阻抗

    目的：测量振荡器在规定工作条件下工作时的输出阻抗。

    试验电路：图12。

    程序:按图12接好振荡器，按下列方法测量输出阻抗。

    1)用一个阻值为规定负载减百分之十的精密电阻器露L（精度为士1%，无感电阻）为振

荡器负载，

    2)测输出电压;

    3)用一个阻值为规定负载加百分之十的精密电阻器（精度为±1%，无感电阻）为振

荡器负载，

    4)测量输出电压

5)计算输出阻抗:

    规定条件:详细规范应规定下列试验条件。

    1)电源电压，

    2)负载细节。

8.2.14振荡器输出波形

    目的:测量振荡器在规定工作条件下工作时的输出波形。

    试验电路l图1.2。

    程序:按图12连接振荡器，在示波器上显示输出波形．

    对于脉冲波形输出，可用下述方法测量上升时间，下降时间、脉冲持续时间及对称性

（见图3）。

    脉冲波形输出。

    a）上升时间和下降时间1（见3.32和3.33条）

    用示波器测振荡器输出脉冲的上升和下降时间。也就是测量前后沿上相对最大幅度电平

平坦部分的10%和90%的点．

    如果过冲峰值不超过对稳态电平规定的极限，或者过冲是由于外部感应对振荡器和示波

器的影响而造成的，对于这种过冲本测试是不予考虑的。在要求较高准确度的地方应采用下

列修正公式:

   其中: 为测得的上升时间或下降时间，  ’

     为示波器的上升时间或下降时间，

    为真实时间。

    b)脉冲持续时间（见3.31条）

    用示波器测振荡器的脉冲持续期。除非另有规定，都在相对于最大幅度电平50%位置

测量。

    c)对称性   

    可以对振荡器输出的脉冲或方波波形规定对称性，它应在测量上升和下降时间时一起测

定。

    准正弦波

    图13a示出一典型对称准正弦波波形．应如图13a, 13b和.13c所示，测量波形的上下极值电压作为峰一峰龟压．

    图13b示出的是含有大量奇次谐波分置的波形，它可以用电压极限来规定。

    图13C所示的是其有大量偶次谐波分量的波形（不对称）．它可以用/的最大值来规

定。

    逻辑电平输出:  

    图l4示出的是具有TTL逻辑输出的振荡器典型输出波形，可以规定高，低电平状态的输

出值以及波形的细节。例如，TTL输出可要求为：的最小值为+2.5V，最大值为

0.25V，从高电平到低电平的最大渡越时间为4ns,占空因数为50±5%．

图13a对称的准正弦波

图l3b  含有大量的奇次谐波成分

图13c含有大量的偶次谐波成分

图13  非正弦输出波形

    注：“低电平时间”加上”中的压应为平”。

图l4逻辑电平输出波形(TTL型)

    规定条件：详细规范应规定下列试验条件：

    1)电源电压，

    2)负载细节。

    注：在逻辑电平输出时，负载可以规定为二极管的组合电路以模拟若干逻辑门的并联输入。

8.2.15互窜隔离度．

    目的：测量具有两路或多路输出的振荡器各路输．出之间的隔离度，

    试验电路：图15。

图15输出通路之问隔离度的测量

  程序：按图15连接振荡器。

  1)将要测隔离的各路短路起来。调节信号发生器把互窜信号频率和电平调到规定值。用频谱分析仪（或选频电平表）在未加信号的通路上测该信号电平（对多路输出的振荡器则在规定的某路上测量）．

    2)撤去短路线，如上所述测输出电平．

    3)在有和没有短路线所测得的两信号它比（通常以dB为单位）就是相应路间在该频率

的互窜隔离度。

    注意：

    1)振荡器负载是由信号发生器输出阻抗，频谱分析仪（或选频电平表）输入阻抗以及

外按的负载组合而成。

  2)必须注意防止频谱分析仪（或选频电平表）过载．因这种过载会引起信号限幅，使

互窜隔离度显得降低了．

  3)如果隔离度是在振荡器谐波频率上测量的话，就会得到很差的互窜隔离度值．但是，如果谐波电平远低予要测的隔离度时，仍可获得一能用的试验结果。如果输出信号含有很高谐波成分，则在测试前必须使振荡器失去能力（这就是振荡器虽仍保持加电但处予停振的原因）。

    规定条件．详细规范应规定下列试验条件

    1)电源电压；

    2)负载细节；

    3)测试频率；

    4)试验信号电平。

8.2.16  门控振荡器的输出抑制

    目的：测量振荡器在输出级被门信号截止而主振级仍保持工作时输出电平减少的程度．

    试验电路：图16。

图16  门控振荡器抑制度测量方法

程序：按图16接好电路，按下述程序进行试验。

  1)将规定信号加到控制门使振荡器输出处于“导通”状态，同时用频谱分析仪测量基频或指定谐波频率的输出电平。

    2)然后给控制门加另二规定信号使振荡器输出处予“截止”状态，记下新的输出电平。

    3)对某频率的输出抑制度就是“导通”和“截止”状态输出电平之比，通常用分贝数

表示。

    注意，必须注意防止频谱分析仪过载。因过载会引起信号限幅，使输出抑制度显得降低．

    规定条件．详细规范应规定下列试验条件。

    1)电源电压

   2)负载细节

3)测试频率，

4)“导通”和“截止”门信号的细节．   

8.2.17稳定时间

    目的：测量使振荡器在规定条件下稳定到极限范围所需要的时间（见8.16条）。

    试验电路。图8。

   程序：将一不加电的振荡器放进环境试验箱，把温度调到规定值，然后再把振荡器电源

接通，用记录仪记录输出频率随时间的关系．

    图17示出了接通电源后输出频率的典型曲线．稳定时间就是输出频率达到其长期值的规定频率允许偏差之内所需要的时间。

图17砖翟的振荡器稳定特性

  规定条件:详细规范应规定下列试验条件．

  1)电源电压

  2)负载细节

  3)规定温度

  4)频率允许偏差．

  注：通常把整个温度范圈的频偏作为规定极限范围。

  例如．若规定在整个温度范围最大频偏为士2×lO，稳定时间就是在规定的某工作温

度下进入该频偏极限范围内所需要的时间。

8.2.18调幅特性

8.2.18.1调幅指数

    目的．测定已调幅信号的调幅指数m。试验A特别适用于大深度的调制，试验B适用于

lO%以下深度的调制。

    A调幅指数大于0.1并小于1．O

    试验电路：图18a。

    程序：用示波器显示振荡器输出信号。调幅指数可用示波器显示的最大和最小幅度来确

定（见图l8b）。

    注意．由子示波器法固有测量精度低，本方法不得用于m <0.1的地方。

    规定条件．详细规范应规定下列试验条件．

    1)电源电压，

    2)负载细节，

 2)调制信号频率。

注：①本方法的精度不受存在调频而影响，

  ②本方法对非正弦波形也是正确的。

  ⑤调制深度=100%．

图18a

图18b

调幅指数： (m≥0.1)

图18调幅指教及其测量

B调制指数小于0.1

试验电路：图19a。

图19a

    图19b

图19调幅边带及其测量

  程序：将振荡器输出信号加到频谱仪上，用仪器上的对数式信号幅值度盘调节频谱仪，

使其显示出振荡器输．出频率范围的频谱，如图19b所示。 

  图中，为振荡器输出频率

    为调制信号频率I

   -为下边带信号频率，

    +为上边带信号频率。

     调幅指数：m=(m<O．)。

式中d为振荡器输出频率信号电平与某边带信号电乎之差，单位为dB。

    注意：

    l)必须使用中频带宽足够小的频谱分析仪，以便足以区分振荡器输出信号及其边带信

号。

    2)必须注意防止频谱仪的过载，否则会引起信号限幅。

    规定条件．详细规范应规定下列试验条件

    1)电源电压

    2)负载细节

    3)调制信号频率。

    注：①如果出现显著的合成调频（见8.2.19.1条）通常会引起两个不等幅的边带信号，那么就不能轻易使用本方法，

    合成调频对频谱分析仪显示的影响可以用选择高调制信号频率的办法来减少（调频指数）。

    （2）：如果调制波形是非正弦波形，不论是由于调制信号谐波分量造成的还是由于调幅非线性失真（见8.18.3条）造成的都不能轻易使用本方法。

8.2.18.2．调幅灵敏度

    目的：测量将规定信号加到振荡器外调制端而得到的已调幅信号的调幅指数。

    试验电路：图so.

图20调幅灵敏度的测试

    程序：将一提供规定频率调制信号的信号发生器接到振荡器外调制端上，调节信号发生

器输出到规定幅度，其值用示波器或射频Ib压表测量．振荡器输出信号弦调幅指数按8.2.18

条方法进行测量。

通常，调幅灵敏度的定义为：

    例如：“25%／V，在lkHz”。

    规定条件：详细规范应规定下列试验条件，

    1)电源电压，

    2)负载细节

    3)调制频率

    4)调制信号幅度。

    注；把调制信号叠加到直流电源上，就可用本测量方法测量振荡器对电源纹波电压的抗扰度。

8.2.18.3调幅失真（非线性）

    目的-测量在调幅过程中由于调制传输特性的非线性造成的失真（见8.27条）。

试验电路：图21a。

图21a

图21b

    图21调幅失真及合成频谱的测量

  程序：将具有能使振荡器调制到规定调幅指数（见8.2.18.1）的适当电平和规定频率的

正弦信号加到振荡器外调制端，然后调整频谱分析仪，使其显示振荡器输出频率的频谱，如

图21b。

    图中：为振荡器输出频率，

    为调制信号频率，

    -为由调制信号引起的下边带，

    -2为调制信号二次谐波引起的下边带

    -3为调稍信号三次谐波引起的下边带。

  二次，三次……谐波失真通常用、。(单位为dB)来表示，但也可以表示为．

      %对单独的每个谐波而言的失真。

        注意：

    1)必须注意防止频谱分析仪过载，因它将引起调幅失真显得增大。

    2)调制信号必须是正弦波。

    3)必须使用中频带宽足够窄的频谱分析仪以便足以区分振荡器输出信号和边带信号。

    规定条件．详细规范应规定下列试验条件；

    1)电源电压；

    2)负载细节；

    3)调制信号频率；

    4)试验调幅指数；

8.2.18.4调幅频率响应

    目的：测量由于调制信号频率变化而引起的调幅灵敏度的变化。

    试验电路：图20。

    程序：按8.2.,18.2条方法测量在某一规定基准频率上的调幅灵敏度，再测其它各规定频率上与基准频率之间调幅灵敏度的变化，通常以dB表示。

    注意：调制信号应是正弦波。

    规定条件．详细规范应规定下列试验条件．

    1)电源电压；

    2)负载细节，

    3)基准（调制）频率；

    4)调制输入电平；

    5)试验调制凝率范围。

8.2.18.5脉冲调幅

    目的：测量调幅振荡器在施加规定脉冲调制信号时输出波形的上升，下降，接通和关断

肘间。

    试验电路：图22a。

    程序：将能提供规定波形和重复频率的脉冲信号发生器接到振荡器的调制输入端。示波

器应同时显示调制信号和振荡器输出信号这个波形，并将输出波形峰·峰幅度调到为调制信

号振幅的两倍，如图22b所示。于是就可从示波器重叠显示图形中测定下列以单位时间表示

的参数。  

    =接通时间，即调制信号前沿50%处与输出波形前沿50%处之间的时间间隔。

    =上升时间，即输出波形前沿中10%和900A之间的时间间隔（假定调制信号的上升时

间可以忽略不计）。

22b

图22脉冲调幅特性及其测量

  S一关断时间，即讵翩信号詹沿SO%处与输出波形前沿S0%处之间的时间间隔。’

  下降时间，即输出波形后沿中的90%与10%之同的时间间隔。

（假定调置信号时间可以忽略不计）

  注意：调制信号的脉冲重复频率与振荡器频率不应有互谐关系。

  规定条件：详细规范应规定下列试验条件。

  1)电源电压

  2)负载细节， 

  3)调制脉冲信号重复频率，

  4)调制信号波形（上升时间，下降时间，振幅和持续时间）。

8.2.18.6调幅输入阻抗

    目的：测量振荡器在规定条件下工作时外调制端的输入阻抗。

    试验电路：图23。

．    图23调制输入阻抗的测量

    程序：将一提供规定频率的调制信号发生器通过一个屏蔽变压器接到振荡器外调制端及

一电阻箱上，如图23所示。

    接一示波器（或适用的交流电压表）来测电阻箱两端信号电平，振荡器调制信号输

入电平。

    调整信号发生器使得输到振荡器的调制信号电压为规定电平。

    然后按下式计算调制输入阻抗

    注：本方法是直接测Z的大小的。不臂Z是纯电阻还是复合阻抗。

    注意。电阻箱的阻抗在规定测量频率必须是纯阻性的。

    规定条件．详细规范应规定下列试验条件．

    1)电源电压；

    2)负载细节；

    3)调制信号频率；

    4)调制输入电平。

8.2.18.7调幅信号中的寄生调频

    目的．测量已调幅信号中寄生调频频偏的量值。

    程序-按8.2.18.1条把幅度调制调到规定的调幅指数，然后按8.2.19.1条方法B测量合成的调频频偏。

    注意：倍频器的限嘱作用把大部分幅度调制从信号中去掉了。然而必须注意保证使剩余

的幅度调制不影响调频表的准确度。

  规定条件：详细期菹应规定下列试验条件。

  1)调制信号频率；   

    2)调幅指数。

8.2.10调频特性  

8.2.19.1调频频偏

    目的：测量已调频的信号源．（振荡器）的峰值频偏。

    A．  大于lOOHz的峰值频偏

    试验电路：图24a。

    程序：如图示连接，用调频表来测量输出信号的峰值频偏。

    注意：在测量具有低峰值凝偏的甚高频信号时，可使用一锁相的本地振荡器，把它锁定

到寄生调频成分的信号源（如晶体振荡器）上，以减少本地振荡器的调频噪声频偏。

  规定条件：详细规范应规定下列试验条件．

  1)电源电压，

  2)负载细节；

  3)输入调制信号细节。

  注：调频指数。其中为实际蜂值频俯，为调制信号频率。

1584