深圳市亿金电子有限公司

Micro Crystal对客户的承诺和全球约550名员工的奉献精神是我们成功的基石。这种方法为我们提供了一种竞争优势，这种优势将持续到未来。我们明确界定了我们的管理、环境和社会责任的行为原则。我们位于瑞士和泰国的生产工厂已通过ISO 9001(质量)，ISO 14001(环境)和IATF 16949(汽车)认证。我们所有的产品都符合RoHS, REACH等必要要求。

了解石英晶振就像是了解一个人一样,你需要知道这个人的生活习惯,喜好等等一系列和你想要了解的那个人相关东西,了解一种,一个系列,哪怕是一种类别的石英晶振产品,你必须要做的就是将其层层剥开,这样才能够完全了解它.本文的主要内容就是对OCXO晶振知识的剖解.

NDK旗下这款晶振的性能着实优越,如若不然也不会被应用在通信设备,定时设备和测量设备之上了.Twin-OCXO是世界同级别OCXO晶振中性能最高的晶体振荡器.它运用了用两个晶体谐振器极为准确地测出恒温槽的温度,根据数字信号处理进行温度控制的新技术.

恒温控制石英振荡器,即OCXO晶振.是利用恒温槽使晶体振荡器或石英晶体振子的温度保持恒定,将由周国温度变化引起的振荡器输出频率变化量削减到最小的晶体振荡器.在OCXO晶振中,有的只将石英晶体振子置于恒温槽中,有的是将石英晶体振子和有重要元器件置于恒温槽中.有的是将石英晶体振自和有关重要元件至于恒温槽中,还有的将石英晶体振子至于内部的恒温槽中.而将振荡电路置于外部的恒温槽中进行温度补偿,实行双重恒温槽控制法.

泰艺电子利用比例控制的恒温槽能把晶体的温度稳定度提高到5,000倍以上.使恒温有源晶体振荡器频率稳定度至少保持在ppB级(109数量级).OCXO振荡器主要用于移动通信基地站,国防,导航,频率计数,频谱和网络分析仪等设备,仪表中.

使用寿命是衡量一个晶振的重要标准之一.泰艺电子的恒温控制石英晶体振荡器寿命.一般来讲可以使用100年.但是现在电子产品迭代速度很快.晶振用不满100年.大概20年就随着电子产品换代而更换了.

日本NDK开发了一种超小型9×7mm高精度OCXO(烤箱控制)晶体振荡器,用于基站应用5G,能够运行高达+95高温度,NDK开发适用于5G基站的+95℃高温OCXO晶振,产品型号命名为NH9070WC恒温晶振和NH9070WD恒温晶振.样品出货定于2019年7月,批量生产定于2019年12月.

近年来,需要高速和大容量无线电基站网络来支持该用途大容量内容,如图像和视频.为了实现超高速和大容量服务,5G移动网络需要安装大量小基站(小基站),以补充宏基站.这个小型基站安装在一个小空间内,例如建筑物内部或室外公用设施由于高密度安装,预计极和内部元件的温度会升高并受到影响由外部环境变化.因此,需要紧凑,高温兼容,高稳定性石英晶体振荡器,具有出色的相位噪声特性和良好的温度斜率特性*1,不易受温度变化的影响.

宾夕法尼亚州伊利-高性能频率控制设备的领导者Bliley Technologies推出的低地球轨道(LEO)卫星OCXO晶体振荡器产品线Iris系列.百利Iris系列OCXO晶振专为LEO轨道空间应用而设计,旨在对LEO轨道典型的总电离剂量和线性能量传递进行辐射耐受.

百利晶振集团推出的Lris系列具有Bliley晶振固有的高质量和稳定性,具有出色的相位噪声稳定性和g灵敏度,与传统的空间OCXO恒温振荡器相比,百利Iris系列OCXO晶振的低功耗和小尺寸使其成为小型LEO有效载荷的理想选择.

  村田是日本有名的电子元件制造商,所生产的陶瓷晶振在世界上数一数二,多年来一直不断研发创新更多高质量的产品.早在多年前利用自身丰富的专业知识,独特的封装技术研发制造了一系列石英晶振,包括小型SMD晶振,晶体振荡器等,具有小体积,高精度,低功耗等特点.

  精密TCXO晶振（温度补偿晶体振荡器）是一种自身带有温度补偿功能的带电压晶振,TCXO晶振与网络基础设施的OCXO晶振相比,可实现相同的频率精度.

  为了实现与4G和5G的高精度同步,村田晶振正在开发频率稳定性为Stratum3级或更高级别的晶振产品.不仅具有温度补偿功能,并且具有电压控制功能.除了可选的Vc功能外,还可以从限幅正弦或CMOS中选择输出波形.

  村田精密TCXO温补晶体振荡器产品规格

系列	尺寸（mm）*	频率	温度变化	工作温度范围
Cliping Sine  具有Vc功能	5.0×3.2×1.5	10到50MHz	±0.2ppm的	-40°C至85°C
Cliping Sine  没有Vc功能	5.0×3.2×1.5	10到50MHz	±0.2ppm的	-40°C至85°C
CMOS  具有Vc功能	5.0×3.2×1.5	10到50MHz	±0.28ppm	-40°C至85°C
CMOS  无Vc功能	5.0×3.2×1.5	10到50MHz	±0.28ppm	-40°C至85°C

  村田精密TCXO温补晶体振荡器的优势

  5G需要更精确的定时装置,但是在OCXO晶振中存在高成本,尺寸和功耗等问题.因此,村田制作所将继续提高TCXO晶振的准确性,以创造不再需要OCXO的环境.村田制作所的精密TCXO晶体振荡器具有与OCXO晶体振荡器同样具备高温度特性,在-40ºC至85ºC的温度范围内,精度为+/-200ppb.该产品可确保G.8262在EEC（以太网设备时钟）中所需的保持和自由运行的准确性.

  村田TCXO晶振满足市场需求提供提供频率10M~50MHZ范围,具有低电源电压,低抖动等特点.村田精密TCXO温补晶体振荡器应用：基站（SmallCell/eNodeB/gnodeB）,交换机/路由器（IEEE1588/PTP/SyncE）,无线设备/无线电设备等.

  为了承受更恶劣的环境,村田晶振公司现在正在开发具有更宽温度范围的石英贴片晶振产品.除小型电池外,该产品还适用于使用IEEE1588/PTP或同步以太网的高精度同步系统.

Bliley Technologies成立于1930年,是低噪声频率控制产品设计和制造的全球领导者.我们总部位于美丽的伊利宾夕法尼亚州,占地64,000平方英尺的制造工厂使我们成为美国唯一一家在同一工厂内生产石英晶体,贴片晶振和晶体振荡器的公司之一.这使我们经验丰富的晶体振荡器和机械工程师能够与我们的生产团队密切合作,开发出整个频率控制行业中一些最强大的设计.

最初,我们为业余无线电市场生产石英晶体.在20世纪30年代中期,我们的客户和产品很快扩展到与新兴的军事和商业通信领域的利益相匹配,我们的名字改为Bliley Electric Company.1939年,我们成为最大的水晶公司,拥有11名员工.

1942年,Bliley晶振公司雇用了大约1500名员工.建造了第二个制造工厂以满足需求.两家工厂都在昼夜不停地生产石英贴片晶振,晶体振荡器,谐振器等水晶产品以支持我们的部队.

我们研究了石英晶体的新市场和新应用.通信和技术行业开始快速增长.我们的生产再次上升,以满足军方对石英晶体,SMD晶振,石英晶体振荡器,VCXO晶振,TCXO晶振的需求.我们将资源重新定向,专注于商业和军事产品.

在这几十年中,我们进入了许多其他市场,包括晶体振荡器,温度补偿晶体振荡器（TCXO）,空间晶体和晶体烤箱.我们发现我们的产品现在用于所有电子领域.1960年,JHU/APL使用的BG73A @ 3MHz被置于TRANSIT 2A海军导航卫星的轨道上.

我们的目标是大批量的商业业务,需要对设备和人员进行大量投资.自动化的计算机化测试系统走在了前列,促进了我们的发展.在20世纪80年代早期,我们开始生产SC切割晶体.

在此期间,我们为提高制造尖端和领先的有源晶振,石英晶体振荡器,查分晶体振荡器设计的能力奠定了基础.这是并且将继续由内部最好的双旋转晶体技术支持.2001年,该名称改为Bliley Technologies Inc.,以反映公司提供的产品和服务日益多样化.

我们是低噪声频率控制产品制造领域的全球领导者.我们继续努力寻求重大改进,以满足客户不断变化的需求.更稳定的稳定性,更低的相位噪声和加速度灵敏度以及封装尺寸的减小推动了我们开发各种新技术.我们相信,我们已经做好充分准备迎接挑战,并且像我们80多年来所做的那样出类拔萃.

在我们最先进的ISO 9001:2008认证制造工厂,Bliley设计,制造和生产：

烤箱控制晶体振荡器（OCXO）、温度补偿晶体振荡器（TCXO）、压控晶体振荡器（VCXO）、精密AT,SC,IT和FC切割石英晶体,PZT.Bliley晶振公司比以往任何时候都更加关注OCXO晶振,TCXO晶振,VCXO晶振和精确定时设备.我们努力实现不可能,并不断受到客户创新的启发.所生产晶振,有源晶振具有低相位噪声、可承受随机和微振动、保持非常高的频率稳定性、耐恶劣环境、低抖动和宽温度偏差等优势特点.

市场应用包括：新的空间和卫星通信、航空航天与航空电子设备、军事和国防、移动通信、5G蜂窝和电信、自主和智能车辆、商业无人机等.

美国Bliley晶振集团的资质认证

ISO 9001:2015已注册

Bliley对频率控制,石英晶体,振荡器产品质量和客户服务的承诺仍然是我们公司的基石.我们的质量保证体系面向客户服务......从最初的客户联系,到产品开发和交付,再延伸到售后支持.

Bliley的Erie工厂于2018年4月重新获得认证,展示了经过全面记录和实施的质量管理体系,该体系已通过国际ISO 9001标准认证.

持续改进是Bliley业务实践的基石,通过持续改进流程进行完善.精益制造原则,6S规划和六西格玛计划
亿金电子专业提供石英晶振,贴片晶振,石英晶体振荡器,SMD晶振,VCXO晶振,TCXO晶振,OCXO晶振,查分晶振等.为了更好的服务广大用户代理日本进口晶振,台湾进口晶振以及欧美晶振品牌.包括NDK晶振,TXC晶振,精工晶体,CTS晶振,IQD晶振,Bliley晶振等知名品牌.亿金电子多年来专注用户需求,主要客户想要的总能第一时间解决,不仅如此,还免费为广大用户提供晶振技术资料,各品牌晶振编码等.

晶振在指定的温度范围之外是否能够正常工作?

是! 例如,如果在-10到+ 60°C范围内指定晶振晶体,它将在-40到+ 85°C范围内无任何问题地执行,但有可能超出其指定的稳定性.如果应用程序仅需要稳定的频率而不是准确的频率,这可能无关紧要.

什么是最常见的石英晶体切割?

最为常见的石英晶体AT切割,从1M~200MHZ晶振大部分都是AT切割型.当然这是指的相对于石英棒的Z轴的标称角度.切割角度决定了频率/温度性能,通常由晶体制造商选择.

为什么指定晶振的工作温度范围很重要?

晶振温度可以分为工业级,汽车级,消费级等,使用石英晶振,贴片晶振如果温度明显超出规定的温度范围,则可能会导致石英晶振晶体损坏.

解释基频晶体和泛音晶体之间的差异?

基频晶体以由石英坯料的尺寸确定的频率振荡.泛音晶体在基波的第3,第5或第7倍运行.该晶体专门设计用于在这些模式下运行.

考虑把通孔晶振改为SMD晶振我需要考虑哪些问题?

这取决于应用程序.如果例如晶体是可拉的,即可以通过电气装置改变晶体的负载电容来改变频率,那么这可能难以实现.例如,条形毛坯SMD晶体具有比HC49型圆形坯料封装低得多的可拉性.不应轻易进行此练习,如果您有任何疑问,请联系亿金电子技术部获取进一步的建议.

我的产品使用晶振应选择晶体谐振器还是晶体振荡器?

关键在于你的产品需要.如果您正在设计分立电路并且很少或没有振荡器设计经验,那么最好使用有源晶振,贴片石英晶体振荡器,因为这样可以消除任何容差问题.为实验室使用设计“一次性”是“容易的”,但如果你必须批量生产,这可能会引起各种各样的问题.如果您正在使用需要晶体来驱动它的芯片组,那么这个决定要简单得多,因为板载振荡器电路应该已经过优化.

以前有的晶振型号,现在没有看到了,是否不生产了,还能用吗?

一些晶振型号随着科技产品发展被淘汰没有生产了,诸如一些大体积的贴片晶振,陶瓷晶振等.各用户在选用晶振时可咨询亿金电子业务部,晶振在参数封装尺寸一致时可相互替换使用.亿金电子提供多个晶振品牌,可满足用户选择.

亿金电子进口晶振代理商供货交期快吗?

是的,亿金电子代理台湾晶振,日本进口晶振,欧美晶振多个品牌,市场常用品牌型号均有备货.当然非常规型号也还可以找到替代型号,也可以选择可编程晶振.在某些情况下可以使用可编程晶振,可编程晶振与固定频率设备兼容,并且通常可以在几个工作日内提供-自定义固定频率可能需要生产至少6周.可编程振荡器尤其适用于时间紧迫的原型设计.

SPXO/VCXO/OCXO和TCXO晶振之间有什么区别?

SPXO时钟晶体振荡器

SPXO或时钟振荡器是基本类型的振荡器,由晶振和基本驱动电路组成.由于没有任何形式的补偿,频率/温度稳定性基本上是晶体本身的稳定性-通常为±50ppm.VCXO电压控制晶体振荡器

一种带电压控制功能的石英晶体振荡器,它依赖于石英晶体的固有可拉性,以便通过施加外部电压来改变振荡器输出的输出频率.这种变化限于几十ppm,通常为±100ppm.与SPXO有源晶振一样,频率/温度稳定性是晶体本身的稳定性.

TCXO控制温度补偿晶体振荡器

如果晶体的稳定性不足,可能需要使用TCXO温补晶振,TCXO温度补偿晶体振荡器.这种类型的器件用于基础石英晶体的稳定性不足的地方.通常TCXO晶振可以实现小于1ppm的稳定性,而不是30ppm的典型晶体.

OCXO恒温控制晶体振荡器

“终极”压电产品是OCXO晶振或Oven Controlled Crystal Oscillator.如果需要非常高的稳定性,则应考虑此类产品.这些类型的设备提供典型的3E10-9性能.

贵公司官网上没有的晶振型号是不是就没有生产?

一般市场常用晶振品牌型号规格都有货,包括温补晶振,VCXO晶体振荡器,陶瓷谐振器,晶体滤波器,差分晶振,可编程晶振等.从1008晶振~8045晶振均有提供.亿金电子技术工程也一直不断开发更多高价值的晶振产品,一直在不断上更新,完善现有产品,用户在选用晶振是可咨询我们业务部0755-27876565.

为什么石英贴片晶振封装越来越越小?

随着电子产品,智能产品小型化,便捷式发展,石英贴片晶振封装越做越小.从开始的7.0x5.0mm贴片晶振到现在世界级超小1008贴片晶振,一直在变化,向着小型,高精度,超薄型发展,大大的节省了电路空间并且保留了原有的晶振性能,具有高可靠使用特性.

当然晶振体积越小频率越高，晶振片越小，起始频率越高，例如7050贴片晶振的最低频率为8MHZ，而5032贴片晶振封装最低频率为16M。较低的频率通过外部分频实现,这增加了电路复杂性.

   晶振是高端智能产品都会用到的一种电子元件,为时钟电路提供频率信号源.石英晶振的频率广泛,低至1MHZ晶振,高频可达到1200MHZ不止,石英贴片晶振被广泛用于数码产品安,航空,安防装置,智能家居,汽车电子,网络通信,医疗设备,工业机械等产品中.以下是从低频晶振到高频晶振的介绍及其应用.

   晶振包括石英晶体谐振器,陶瓷谐振器,晶体滤波器,贴片晶振,石英晶体振荡器,SPXO晶振,OCXO恒温晶振,VCXO压控晶体振荡器,TCXO温补晶振,差分晶振等.具有小体积,高精度,低功耗,高频率,低功耗,低抖动,高温度,宽频等特点.

    亿金电子专业生产销售石英贴片晶振,拥有先进的生产设备,多位资深技术工程,为用户提供完善的服务.多年来亿金电子为用户提供了大量优秀的产品,并且获得多个进口晶振品牌代理资质,包括KDS石英晶振,精工爱普生晶体,CTS贴片晶振,NDK晶振,台湾晶技晶振,瑞士微晶晶振,美国Abracon晶振,FOX晶振,村田陶瓷谐振器等,更多有关晶振型号参数欢迎咨询亿金电子销售部0755-27876565.

MMDCOMP晶振成立于1994年,是一家全面服务的频率控制设备制造商.从那时起,MMDCOMP晶振集团已经发展成为一家服务型技术公司,由知识丰富的管理团队和致力于完成客户满意度的专职人员推动.

总部位于内华达州的里诺和南加州的偏远地区.MMDCOMP晶振在频率控制行业的大批量,低成本领域迅速建立了良好的服务声誉.2002年,MMD收购Monitor Products和Quartztek,巩固了其在高稳定性,高性能振荡器领域以及军事市场的地位.Monitor Products一直是频率控制市场高稳定性领域的QPL认证技术领导者,生产定制TCXO晶振和高精度OCXO晶振.

福克斯FTM系列OCXO有源晶振精度稳定控制在±10PPM,频率可供范围5MHZ~40MHZ选择,温度范围-40℃~85℃,具有高品质,性能稳定等.FTM也有一个频率控制引脚,允许最小值±0.7ppm的频率调整.福克斯晶振,石英晶体振荡器电源电压范围3.3V~5V,输出负荷一般为15PF,老化率10年仅0.4值.具有高可靠使用特性.

FOX贴片晶振,SMD晶振,晶体振荡器采用编带盘装,可用于任何自动化生产线,节省了时间,更有效的节省了人力物力资源.福克斯OCXO石英晶体振荡器重量轻,仅有5.7g.亿金电子代理福克斯晶振,更多规格型号以及技术资料欢迎咨询0755-27876565.

晶振作为测量元件时的重要性能参数

石英晶振本身具有很多性能参数,除了前面所提及的串联谐振频率、并联谐振频率外,还有制造公差、拐点温度等,已经有很多文献对此作了论述但对于测量来说,选用石英晶体的重要原因是因为它的高频稳定性和极小的振幅。所以本文只对晶体的品质因数、频率一电流特性、频率一温度特性进行了论述。

  晶体的品质因数Q是晶体的最重要参数。在一定程度上,当其他条件相同时,Q值越高晶体振荡器的频率稳定度越高,石英晶振晶体的品质因数Q是由晶体的动态参数决定的,即：

其中ω为测试系数。

晶振的品质因数通常不作规定,对于标准部件,Q值通常在20000-200000之间,精密晶体可高达5×10°,这比传统的微悬臂的Q值要高100-1000倍。

石英晶体谐振器的频率一电流特性,就是激励电平和谐振频率的关系,它是由石英晶振的物理特性决定的。激励电平通常以晶振的耗散的功率、流过晶振的电流以及晶振两端的电压来量度,晶振电流的变化使其串联谐振频率发生交化。石英晶振的谐振频率相对变化与晶振电流的关系,可以用下面的近似关系表示：

其中D是振的电流常数

从上述关系式可以看出,当激励电平增大时,产生了以下影响:(1)频率产生了漂移,长期稳定性变坏。石英晶振晶振的弹性常数发生了变化,因此引起了频率的漂移,随着晶振的激励电流增高,晶振的频率稳定性显著下降。(2)晶振温度增加。当晶振的激励电平过高时,使得石英贴片晶振被加热到热平衡的温度也引起了频率变化。(3)产生了寄生振荡。(4)等效电阻加大。内部分子运动加剧,使得等效电阻加大,Q值下降。

在实际测量中,当激励电流过大时,石英贴片晶振振荡的幅值过大,导致测量的精度下降,同时不易控制样品表面与针尖之间的距离,所以一般不能采用较高的激励电流。但是激励电平也不能过小,否则由于噪声电平的限制,使瞬态稳定性变坏,这样获得的图像质量就比较差。

晶振的另外一个值得注意的参数是晶振的频率一温度特性,所谓晶振的频率一温度特性就是石英晶振的谐振器的频率随温度变化而变化的特性。晶振的工作温度变化时,晶格变形,从而使得其串联谐振电路发生变化。石英晶体谐振器在温度较窄的范围中,具有较小的温度系数,这就是说频率受温度的变化的影响比较小。但随着温度变得较低(<50°C)和变得较大时(>80°C)时,石英谐振器的频率随着温度的变化有较大的变化。在国外的文献中已经有报道将晶振放在真空、低温、强磁场的环境下进行测量,这时晶振的频率将与常温时有

明显的不同,而且石英晶体谐振器切型不同,晶振频率的变化方向也不同,所以在实验室应该对测试温度和环境加以控制。同时由于测试环境的变化,如何保持仪器的稳定性, 也是一个值得注意的问题。

亿金电子从事石英晶体行业十几年,多年来诚信经营,精益求精,为广大用户提供小尺寸,高精度,低价格晶振产品,并且免费提供晶振技术资料下载.亿金电子晶振厂家同时代理日本台湾欧美进口晶振品牌,KDS晶振,爱普生精工晶体,京瓷贴片晶振,TXC晶体,CTS晶振,IDT晶振,鸿星石英晶振,（SPXO晶振）普通晶体振荡器,(TCXO晶振)温补晶体振荡器,(OCXO晶振)恒温晶体振荡器等.亿金电子为品胜,奇瑞汽车,联想电脑,中兴华为等国内多家知名企业频率部件指定供应商,产品广泛用于航空,家居,机械,安防,电子,网络,通信等各种领域.

恒温晶振(OCXO)介绍

恒温晶体振荡器OCXO( Oven Controlled Crystal Oscillator),是目前频率稳定度和精确度最高的石英晶体振荡器。它在老化率、温度稳定性、长期稳定度和短期稳定度等方面的性能都非常好,作为精密的时频信号源被广泛用于全球定位系统通信、计量、频谱及网络分析仪等电子仪器中。目前,绝大多数高稳定度石英晶体振荡器都采用了将晶体恒温的方法,使用精密的恒温控制槽,将槽内温度调节到晶体谐振器的零温度系数点上。这样,能最大限度地克服温度对晶体振荡器频率的影响,被广泛用作标准频率源。恒温晶体振荡器包括以下几个基本组成部分。

1.高精密的石英谐振器

石英诸振器是振荡电路的核心元件。正确选择切角是制作频率温度系数好的石英谐振器的必要条件,特别是在宽温度范围内使用的石英晶体谐振器更是如此。目前恒温晶体振荡器中常用的石英谐振器有AT切和SC切两种。它们具有频率温度系数小,Q值高,老化效应小等特点。

2.稳定的振荡电路

由于恒温晶体振荡器要求频率稳定度高,除了在控温电路方面要达到一定的控温精度外,振荡电路本身稳定性也是起决定性作用的。恒温晶体振荡器中振荡电路的基本功能就是把直流电能转变成具有一定频率、幅度且频率高度稳定的交流电能,这种转换是在石英谐振器的参与下进行的。其中最突出的问题就是频率的稳定性。所以分析、设计振荡电路都以此为前提。

3.结构完善、温控良好的精密恒温箱

精密恒温箱是由恒温槽,温度控制电路及其它辅助装置组成的恒温系统。在晶体振荡器中,用来使石英谐振器和有关电路元件保持恒温。其作用是把石英晶振,石英谐振器的温度稳定在石英谐振器的拐点温度处,从而充分发挥拐点温度附近石英谐振器的频率温度系数小的特性,使其得到合理使用。设计一个符合要求的恒温槽和选择一个性能良好的温度控制电路对稳定频率起着举足轻重的作用。因此一个高稳定的晶体振荡器,不但应具有稳定的振荡电路,而且还必须有性能良好的恒温箱来保证其频率的稳定,两者缺一不可。随着对晶体振荡器稳定度要求的逐步提高,对恒温箱的控温精度要求也越来越高,目前,频率稳定度在100~10量级的晶体振荡器,其恒温箱的温度控制精度应在0.001℃以内。

随着通信技术的不断提高,对恒温晶振的要求越来越高,使其不断向着高精度与高稳定化,低噪声与高频化、低功耗、快启动、小型化方向发展。

晶振的相关数学定义

假设晶振输出信号为正弦波,其数学模型可以表示为:

式中VO为标称峰值输出电压,§(t)为幅度偏移,φ(t)为相位偏差,fr为标称频率。

瞬时频率为:

相对频率偏移为：

式中x(t)=为时间偏差,由式(2-7)可以得到：

瞬时频率的常用公式为:

式中f(t)为t时刻的瞬时频率值,fO为t=0时刻的频率值,fr为标称频率,D(t)为频率漂移率。

由式(2-7)和(2-9)可推导出:

式中,y为初始相对频率偏差。

由式(2-8)和(2-10)可以得到:

式中,x为初始时间偏差,也叫做同步误差。

一般性能比较好的石英晶振,日老化率近似为常数,特别是对于OCXO晶振,在频率保持模式下,我们只考虑老化对实际频率的影响。很多晶振的老化指标用的是年老化率,如±0.05ppm( Part per Million),一般情况下我们可以近似得出日老化率, 大概为年老化率的百分之一。

假设晶振老化率为常数,式(210)变为：

其中当|Bt|<<1时,有ln(Bt+1)→Br,式(2-17)变为式(2-12)的形式:

y(t)=C+ ABt                              式(2-18)

图2.4给出了典型的老化率数学模型。可以看出石英晶振的老化率可以为正数可以为负数,也可能会产生图中曲线y3(t)的情况。图2.5为铷原子频标的老化曲线,由于测试曲线的后半段存在参考和被测之间因漂移方向相同的现象,从而导致漂移问题不是很明显。

式中,do、d为正数,参数aj(n),j=1,2,…,M由当前数据输入和上次数据输出迭代估计得到,价值函数为

通过最小化价值函数,可以得到参数a,(n),j=1,2,…,M,得到t(n)时刻的ao a1…aM后,t(n+l)时刻的相对频率偏差预测值为:

系列实验表明,估计性能对d0、d和M的取值不是很敏感,建议取值为d=1~05d(M-1),d=0.1~1.0,M=5~10。加权对数函数模型的缺点是计算比较复杂。

2.2.4晶振的频率温度特性

除过老化的影响,温度也是影响频率变化的主要因素,而不同切型的晶体的频率一温度特性是不一样的,一般AT切基频晶体的频率一温度变化关系都是三次曲线,存在若干个零温度系数点,如图2.6所示。

因此对其进行温度补偿时要采用具有非线性函数拟合能力的数学模型。然而由于OCXO恒温晶振中一般采用SC切晶体,虽然其频率一温度变化曲线也是非线性的, 但是其频率一温度稳定度在宽温度范围内较AT切晶体有很大改善,并且由于它将石英晶体、振荡电路以及部分其它线路置于精密恒温槽中,恒温槽的工作温度选择在所用晶体的零温度系数点处,因此OCXO恒温晶振的频率温度系数非常小。当恒温槽的工作温度波动被控制在很小范围内时,如优于百分之一摄氏度时,其频率温度变化也可以被限制在很小的范围内,而且正是由于这种恒温作用,其频率温度变化曲线非常接近于线性。所以对OCXO恒温晶振的频率温度变化的预测可以采用线性数学模型, 而Kalman滤波算法正是一种较好的线性模型估计器,因此用它来拟合OCXO恒温晶振的频率温度特性曲线是合适的。