【电子行业标准(SJ)】 石英晶体振荡器测试方法

中华人民共和国电子行业标准
SJ/T 106381995
石英晶体振荡器测试方法
Meayoremenl melhods for quartz crystal oscillators1995-04-22 发布
1995-10.01实施
中华人居共和国电子工业部
中华人民共和国电子行业标准
石英晶体振荡器试方法
Neayurement melhotls fur
qusriz orystal oscillators
1生题内容与适用范围
SJ/T10638—1995
本标严规定了石美品体据荡器电性能的通用测试方法，位括测试条件和方法等。适用丁各类石美品体振药器（以下带称振满器）已性能的测试，2引用标准
S/2.9155.1-87石英品体握薪器第一部分综合性资料、试验条什和试验方法3术语和定义
本标准梗月的术谱和定义符合S[/Z155.[第「章第3紊的规定。4测试条件和方法
4.1替代的测试方
本标准规定的别试录件和力法不是唯的，北许采用其它测试方法替代，但必须证明替代方法所副考的有关特性值应与用本标准规定的利试方法所测得的持生值等效，并符合有关产品标准的现定，
4.2试录
4.2.1衡条件
除非另存规定.振器全部市性能的制试均应企热平衡状态下进行。老因划试条件引起被测特性险时间有明显变化时，应对其影响进行扑偿；例虾测盘输出顺率之前应规定报药器在规定测试策件下保持一段时间
4.2.2试验的标大气系件
除毒另有规定，拆离器电性能的划试均应在25亿土2T的环宽温度，相对湿度45%~75%，气乐86kPa10kPe举件下并适到热平衡后进行。4.2.3电源
振需器电性能测试中所快用的直流电意应没有是以彩响测盛准确度的纹波含，空流电压应无瞬变过化，当电源教波或解变对测量关链时，在产品标准中必测对其自最有产格规定
4.2.4T作条件
中毕人民共和国电子工业部1995-04-22批准1995-10-01实施
SJ/T106381995
除非另有现定，振揭器出性能洋试期间，房心电源电压和载阻扰应控制在=1%准确度4.2.5：空气流通条件
当报满熊不在25七+2亿环境测试时，应提供见够的空气坏流以保证振势器周时很度的均句。
当强制气流对探荡器性能右影响时，可将振法得好小一导热挡风箱内来模拟静止空气柔件。这种挡风箱的尺寸要保证振诺器周摄乱度分右均匀。若无其它说明，进行测量时的温度就是指靠近振密器外壳表面处的基难点的温度，中果使用挡风箱，则娠露的高低迅特性测试都必须在当风箱内进行这时挡风箱上的温度就定为站难点温度。4.2.6测试设备要求
产品标准中所标明的极限值居必测遵的。在确定害际试极限值时，应把测试设备和测试力法的允评偏些考虑进去。报落器电性能的测认系统应定期检定。除非另有规定，其测试方法和测试设备的粘来度和准确度均应挚心比资洲充让像差高一个数量级，且试改各和基心顺率源的标准应以公认的国求标为根据。
4.3谢试方偿
4.3、1截过电压能力
的：在娠满路范出源输入编施加规定的过电压，娠端器的性稳不应降低。谢话自路：试电路，【即示
电源时位
碳诺密
电压液
图1：过连电测岸电路
副试方法：按图1移好电源，据药器等，除非男台规定.报费馨应经受120%规定电源电压的过电作用，持接时间为Imin。规定条件，在产品标准中应规定下列测试条件：n，随加的最大电压及极性；
h电压源内阻。
4.3.2输人功率
日的：确定振蒂器（必要时，还有恒温能)在拟定条片下工作时所需电源电退和输人功率。测试电路：测试电路框图如图2所示，电话
策饰器
环境试验糖
(a)单--电源的
射朝部分电
恒品书电源
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时编电电
(频和温器分易化电的
图？输人功率测试路
测试方法：按图2控还张离器，负载相目源，并用道当税表监测共出出压和电流。限强测促的电和中新化用式计范人功率：P-x
.....[1]
如果尚要在卡制准说也下洲量输人功率，则应将被测振齿器放到环境试验箱内。每个规定温度一的测量部要使圾游暴在该盘变下造续工作达到规定稳定时间后再进行。对恒短振端（CX，可以退定峰值和整咨两种辅入动率。如果热定有峰值峰入功率则要在环境试验销近兰再个规定祖座点时到虽该点的电压利电流值。在测母接值功率之前应让不的据荡孕和恒温器内的度与坏境没度达到一致。汁意事项
8：在强制气南影响报需器输人功率对，可以使用4.2.5案介绍的措风箱来模批静北效点条件。
。好果要测垫择直物人动率，为变测盘值有足够的分舞率，需要使用数字式电压表印电流表来划量，
2测录非盐准温度下呼值轴入功率时，驴便用的环境试验箱的热时间常数应大大小于被测娠彩留及恒温器的热时同常数。规定条件：在产品标准中应规定下列测试条件，电话电压：
、：负载细节：
E，划量时所处约岛段，除非有规定，一服指靠近据荡器外壳表面处的温度：&，琵忘时间。
注：还度控明危西丧测峰指功年。4.3.3稀凹频率
目的；糖盘提装器在划定工作杂件下的输出率。4.3.3.1满试方法A：允诈偏差AH/F(规定的)21×10-7的题率到量。测试电路：测试电路框图如图3所示。电
核热器
额事标准
10-采用的计收器
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Futmaf
打印桃
事标作
(6)4F/F<1×107采用的别整倍增计数强法[3输出题率洲血
测试方法，按医接好振满器，计处振荡器在规定条件下工作百到粒定后用规率计致器直接测顺法测量频率。为获得要求的测量准确度，通常取1～10的同门时间。4.3.3.2测试方法B：允详差F/F（规定的<1×10-7的率测量测试电路：测试电路提图如图3b所示。测试方法：按图接好版辆器，并在规定条件下直到稳定，通帝采用板差倍增齿，用趣率计数器直接测重赖，以便在1一105间门时间范内使测量达到规定准阐。如：以1a闸门遵量5MHa值号其准确度为2×10-R。如果把SMHz信丹题差倍增200倍，计数器取1*闸门，测测盘难确度可达1×10-10注意事项，不论采用哪方法邯应遵守下列事项：振瑞器应正确划载，并接起阻现匹配、
b。必源注意控制环境条件以使其不影响测站结果。规定条性：在产品标准应规定下列测试条件：电源电压：
b.负螨细节，
耐准控：
d，环境温度；
E.稳定时向。
4.3.4频本温盘持性
日的：确定振药器轴出频率与温度的关系，本测试力法可以用来测量整个规定工作盘疫范困的总题率确举，也可用来谢卧在规定莱温度下的输出频率。洲量电路：测试电路瓶国如图4所示。测试方法，先将不加电的握带器如图连接包起来，同时让环境试验物在规定的最低温度下达到热平衡再给振荡器风电，经过规定的慰定时间后，采用4.3.3条的方法测盘额率，井记录额率和谥度。
环境试验拍温度应按阶梯（或按规定速率直线）式上升，并在每收温度调整时幅要有现定的税定时间。
为研保额率不超过规定允许偏禁，可以短定在测试期间连续记录退度和缓率。注，在基应用场会，可能要求测量从量低温丹到最高醒与以最高益究降到最低尚度之间频率温度持性的再现性。在升损和降岛时的持性称为重或误茎(retrareemot)改筛（bystarcals)，在测试组补晶据（to)时有特殊的重要意又。注意事项：
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1、在药器翰入功中受盈制气流影响时，可使用挡风箱来相拟萨止空气杀件：环境试整临
热响制显质性
打印机
品度记录
医4额率温度街性的测册
h，对于直线开温试始，踪非在产品标准中另有说明，其证流变化速率应低于0.5心rin。
心，对丁不逆续升品试验，如集改有给出吨温度值，其期增阶梯应不超过1.5它，并且在再调帮一诺坏境温度后虚有适当的稳定时向。d。除非产品标准另有规定，振荡器达到移定所需的时间总要趣过盘度稳定时间的二估：如果被到的是谢补报药器（TCXC))，则必须持别逆意难保低速本温度变化，除非产e
品探准乐有起定，温急定时间为1h.开益适率在(0.2℃～1七)/mm之内：规定条件：在产品标准中应规定下列测试承件：电源电压：
负战细节：
试验报度范围：
缺大两调变化连率；成
温遗阶排及祖度稳定时问（对递增阶情测量而言）f符告产品标确的其内容。
4.3.5数率负载系
日的：测域回负教华化而引起给出频翌变化。测试电路：如图3所示。
测试方法：果用4.3.3多的数率洲量系统测量原需器在规定的标称、最小和最大负获条件下的愉出频率，面具它工作参数则保扫车规定值不变。注意事顶：测量频率时，派荡龄山谢上的任可追接影响都必须计算弃总负献值之内。规定条件：在产品标催中应规定下列测试条计：电话电氏：
标称鱼载（用的必和心抗：
c.地小和最人负截极限；
d、标称频率；
稳定时间。
注查事项：为减少肃度变化对测得的微起优微的！影响，可采用精密控游环境试验箱。1.3.6频率电压系数
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日的：微量也子电源电压变能业起的按落器输出颜变化：遵试电路：测试电路据图如图3所示，纠试疗法：电源出压分别调到规定的标称、最小和最大值，面其它工作参数促持在规定值果对4.3.3条的期本测造系统外别制且据荡器凝率。每训整次电源电压都应让报荔器稳定段规定的时间再划轻率，
注意事项：在调节出源电压后可能立即出现胖时频偏：持别是当救耐娠蘑器是CCX和TCXO时。如果瞬时测偏盘转人，则应采用打印机来记源该频愉。在测试期间，为快环境温度保持在规宠值，需使用环境试验箱。规定条件：在产品标准中应规定下列测试条件，量，负税电阻：
b.温度（如果不同于基难湿度)：t.标称电源电压
d.量小和量人电源电压；
定时间，
4.3.7热释变的赖率稳定性
日的，两母由于规定度变化引起的最落器降时数你的热响使时间和过冲avtrshoot)。测试电路：测试电路框医如图4所示。测试方法：把未加电的标满器放入环境试验箱内，并在规定的初始猛度1达到热平菌。然后再给娠诺器加电，并在标称工作系件下定一段规定时，该阶段结束后，按规定速率将环境试验箱温度调到最线温底T2。在该阶段期间及其以后应连记录报需器输出额率和球境温度【然准点通盘的并回自国5所示的频率变化收编和稳度自线，再根据两杀曲线确定“热响应时间“和“过州”。
3：瞬时偏的过冲，既可用对“标软题率的相对值（好过也不过2×10\，包可用毯志断偏的百分数表示：
F-a100%
F,(%) =
F1 - F,
我中：一
初频率；
根终频率：
F—瞬时规倍过冲：
Fm—缺大过冲规率，
h，除非另有规定，热响应时间就是频率变化到总变化量10%那--点与距终额率还有1%化量的点之间时间阿两，刘图5所示有两种可能：1）当过小10%，热应时问等于（12-1,）m2）当过等或大10%时热响应时间等（，-2）注意事项：
2，应把温度传感器魅在规定位置使其记录范率点的温度。为了使到量结果有良好或豆性，必须持确规定传感器位胃和盘度梯。T
总定时间的降当：
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一题举变化到我定增单10%的用回：f
刻率变化列锦定地置9%能时向，1
在规划过冲后顾反同到要定增录110%处的时间（措指在过冲大于10%时)。图5典妞扭满的热妞变性能
测量系统的（不论是模拟还是散字)响应时间必实比被测报满器敏大测率变化要短。b,
规定条件：车产品标证中应规定下理试条件：电面电区：
货就细节：
划始和最终基准点率及试腔差准点温度的变化率：温度传感器本准点的难确性留。d.
4.3.8规率谢整（或可调度）
日的：源量频率限整范用（或可偏度）。损率调整范用通常用刘标称率的相对起偏来表示（如士1×10min）。
测试电略：制试电路据图如围3装示。测试方法，用4.3.3杀的测量系统，在规定频率测整杀件下划些暂出频率。规定条件：在产品标准中应规定下列避试条件：电源电：
b.负赖组节：
注除潜月有规定，函常每有效再因的设位作方点率谢范对。4.3.9承现性
巨的：谢量振离器断电存放一段时间后再加中输出频本返回到原先致定拍出烟率规定范围之内的能方。
坐“重现性“这个术设在月末描运温补拆诺器特起时.其有如*.3.4条送的外一和含文。而这生所讲的通常是对逐诺举(CX通型据器(PX)巨的。测试电路；测试路恒图如函3所示。为了觉好试，在规定断电存范期后必须式减准地快尽到原先稳定期间的全部工作条件，
注这到要试不品型测定稳定时司4.3.16系，压通带设为这时询较题，而且充许差拒当人。SJ/T10638-1995
测试方法：把未电的探诱器敬入环境试验箱、使其内部逼度保持在规定值，给提荡器加电并把所有工作参教部测到规定值，然后测量频率随时间的变化。经过规定的工作时间11【见图6，1必须大于稳定时)后，文即记录输出别率。之后切嵌振劳器电源，并让在规定温度下存放规定时间2。存放期终了时，再次接通电源非记录援率随时间的关系。重现时间13就是接通电源后拍山频率返回到切断电函前频率的规定允差内所需要的时间。规定策产：在产品标准中应规定下列视试条件：出
电源电压：
免费细节：
图6再现性示划Www.bzxZ.net
开始测重球性前的振薄工作时同1：存放吋间
f存放視度；
B频率充许谢差。
评允许偏装
生，上面是分别规定划量损压和学放书压的。但这再个很可能整河一避再，不过通常放益更的光竹偿差要比测整品大付多，测实典型宜为25汇±6.1。4.3.10输出电匹
4.3,10.1翔出电压(止迄波
甘的：德母按落器在规定杀件下的输出电压。测试电路：测试电路距阅如图7听示。折蛋毒
示器品
谢池电干*
图了输出特性测景
测试方法：按图了连按振满器。在整个有效频率调整范送保持愉出电压在规定惯限范函之内，摘出电压用示被器或离频业压农盐测。觉求通常在25t进行，也可以规定在燃个工作温度范用进行。
有效值电压：用射预电压表跨按在负载上测率。8
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峰-峰值电：用示波器跨接在负裁上测量4.3.10.2拍出逆特自压电乎（方液输出）日的：测量振获器在规定柔件时的脑出逻拼电压电平。测试电路：测试电路排如[了所示。测取方法：按图连接据荐器，除非另有规定.II.和CMOS兼容掘诺器的测试负载应划图8所示。
注，加果过，下冲或求费能究于款我格外部电，过冲、或降不计。测量应以地为基准测量到每一电平的平部分，如图9所示表1输出逻辑电压电乎
容制相器
萨测娠粥器
量大“\电平
见北您
麻型辣治
见注菌
最小“们\电平
0.1VI数字显示
见社0见让
注对16m416TTL;F，=2700+5%(-61]:对9.6m/(57T1.)\434+5%(R-1010);C（包含择和火H电穿）=2pF(个TTL收规定为2nF，如：C（16TTIL）20F；对cMOs.Cn（包含操头和具容）-2upF：@对M05:R-10k±5%
所有二极为型寸签：,)-2.0mUV)=1.0（V)=75.0,m（A)=200m（A）14m:
图STTL和CMOS测试负裁
除非另有规定，TTL和CMCS兼容制振需微的函料输出电压电平不应超过表I现定的极限值。对ECI.和其它趣种类的报落器，其超母电压电平不应效过产品标准规定的极限俏。课过道电平
下限过债电平
上升对间
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占空因暂（T)
9妞形输出形
航定条件：在产标准中度规宽下列测试条件：a：电源电水：
h.负载细节：
心稳定时间。
1.3.11振藤能检山功率
日的：测量娠药婴在裁定条件不工作旺的拖出效率。R1
测试方法：测率电路和规定茶性等全部按4.3.14条（枪出电压)的规定进行，输出动款可从电压有效值和已知负裁阻式葬出来，此外还可以用适当的功率计直效读数。对于非正弦波物出功丰经常用直读式功率计或“百正有获值\读数也正表来测虫。4.3.12，振游器翰出抗
的：测量据蒸器在规定工作条件下工作时的输出库抗。测试电路：测试电路报图列压？所示。测试方法：按了接好旅荡器，并接下到力法测量结出阻抗：用一个阻扩为裁定负载诚白分之一的箱案电限器RL准确度为土1%，无感电性作a.
为款菌负转：
b.浏始出电压Ui
c.用一个困为规定负载加古分之十的密良且准确度为±1%，无随电座)作为振蕴器负我
d副量箍出电丘furt
e，计算输出阻抗：
RlRUh - UL?
规定条件：在产的标准中底规定下列漫试柔传：电源电址：
b，负最细节。
4.9,13、振游器出遮形
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日的：别基振荡器在现定条件下工作时的输出皱形。谢试电路：测试电路框国如医7所示，测试方法：按图7避控振移器，对正弦波输出，可用示诚器显示输出整形，期利用预谱收代替示器观案语这抑制理度，对于脉冲遮形输出，可用下述方法测量上升时间、下降时向，冲持续间对见图。
林冲萨续H问
上并时间·-
a。脉冲缺形输出
上开时间和下率吋间
下年时间
10物出泳中波形技·生曲类
用示波能测报菌器龄出脉冲的上升时间和下降时间。也就是测前后沿，上相对录大蚂变电产平坦部办的10%和%的点
好果过冲峰值不超过照态电平规定的极险，变者过冲是由小外部感应坏诺器和示做器的影而遭成的，这过冲可不于考虑。在要求较高准确度的地为应买月式（4)修正公式：im-r
式中：为测得的上时间所下降时间；s为示器的上升时间和下降时间：1，为真实的.上升时间和下降时间。2）魅冲持终时间
用示波器制药器的脉冲持续时闪。除非另有规定，都在扫对干缺大幅度电妥50%位骨读。
3）对性
可以对振荡需输出的脉冲或力被波形规定对称生，它应在测量上升时间和下时间一起定。
h，准压弦被：
图11示出一典型对称准正弦波淡形。密如函11、11111e所示，测被形的上下忧值出压作决峰.峰电压。
图116末出的层含有人量奇软港读分最的波形，它时以用电压极限U。来现定。图11所示的是含有大整码次谐链分量的被形（不对秘）。它可以用的量大值来规定。
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