晶振技术
频率标准的类型：
铷原子钟：铯原子钟即铯束原子频率标准。铯（C133）原子频率标准所用的是基态超精细磁能级之间的跃迁，即原子秒定义中描述的跃迁能级。铯原子频率标准的准确度高，短期频率
稳定度比氢原子频率标准差，价格高，体积比铷原子钟大，一般只用作最高等级基准时钟或测
试、研究必须的频率标准。
铯原子钟：铷原子钟用的是基态超精细磁能级之间的跃迁，称为σ跃迁，与铯钟相比，虽然铷原子钟的准确度是原子钟中最差的，漂移率也较大，不能作为频率基准使用，但它体积小，
重量轻，预热时间很短，价格相对低廉，在同步网中普遍作为地区级参考频率标准。
石英晶体振荡器：是利用石英晶体（SiO2）的压电效应制成的一种谐振器件，简称晶振。
根据晶振的不同使用要求及特点，通常分为以下几类：普通晶振（XO）、压控晶振（VCXO），
温补晶振（TCXO）和恒温晶振（OCXO）
高稳石英晶体振荡器：简称高稳晶振，具有完善的结构和良好的温控电路组成。主要措施有：相位差比较器和软件锁相控制器，恒温槽技术。高稳石英晶体频率标准体积小、寿命长、
价格低廉，尤其是秒以下的短期稳定度好，且利用锁相技术能使之同步于外来同步基准信号，
所以高稳晶振在数字同步网中作为从钟被大量使用。
主要技术指标：
频率准确度：表征信号的实际频率值与理想的或定义的频率值（以UTC为标准的频率，实际是国际原子时ATI的频率）的偏离或符合程度，一般用相对频率偏差来表示。
频率稳定度：频率稳定度表示时钟输出频率因受噪声影响产生的随机起伏特性。可以从时域和频域来分析频率稳定度。频率稳定度用阿伦方差的平方根来表征。
频率漂移率：频率漂移率是指时钟输出频率随运行时间单调变化的线性率。随时间单位的不同，有日漂移率?p月漂移率和年漂移率。对于高稳石英晶体振荡器，由于频率漂移通常是
由石英晶体的老化造成的，因此它的频率漂移率称为频率老化率。原子钟的漂移主要由内部器
件造成，包括由量子结构的频率漂移、相检及运放的漂移引起。
频率重现性：频率重现性或称频率复现性是指时钟工作一段时间t1后，频率测得为f1，此时停机一段时间t2，再开机一段时间t3后，测得频率f3频率重现性表征的就是f3与f1的相
对频率偏差。
1.频率标准的定义
频率标准是指能给出较高准确度的单一频率值的正弦波形振荡信号的装置，其频率值大都是1，5，10MHz，频率标准有时也简称频标。衡量频率标准的主要指标是频率准确度和稳定度。实用的频率标准由高稳石英晶体振荡器和原子频率标准2大类。
2. 频率准确度
是指频率的实际值相对于标称值的相对偏差。
3. 频率漂移（老化率）
频率值随时间呈单方向的变化，称为频率漂移或老化。近似描述频率老化特性的直线用最小二乘法计算，具体测定时，需要用一台老化率比被测频标小一个数量级的频标作为参考，如检定石英频标时用铷原子频标或铯原子频标作为参考，检定铷原子频标时用铯原子频标。老化率计算公式
4. 频率稳定度
描述输出频率受噪声影响而产生随机起伏程度的量，数学表征用Allan(阿伦)方差的平方根值。阿伦方差计算公式：采样间隔为，测量m+1个数。
5. 相位噪声
频率稳定度在频域特性的表征用相位噪声表征。用单边带内的功率来描述频率的不稳定情况，称为相位噪声。用符号£(f)表示，f偏离载频的频率值，具体定义为：
£(f)＝偏离载频f处1Hz单位频带平均功率/载频功率
6. 频率重现性
频标多次开机使用时，频率保持一致性的能力。计算公式为
f1为频标关机前的频率值；f2为频标关机冷却后再开机到稳定工作的频率值；f0为标称频率值。
由于频标通常都有良好的恒温装置，因此通常冷却时间为24小时。
重现性这一指标都是对原子频标而言的，因为石英晶振受其机理限制，其重现能力较差。
国产晶体振荡器一览
这里介绍的仅仅是一部分国内厂商生产的晶体振荡器产品
北京瑞华欣科技开发有限责任公司冯力
---- 高速增长的有线和无线通信市场好象是肥沃的土壤，滋润着晶体振荡器的高速发展
。与此同时，通信整机厂商也不断提出了越来越高的要求，这不仅表现在要求更高的技
术性能，如频率稳定度、频率温度稳定度、频率老化率、功耗等等，还表现在要求更好
的价格，以及要求交货更稳定、更及时。晶体振荡器供应商为适应晶体振荡器发展的新
趋势，也在不断加大研发资金的投入，扩大生产规模，缩短新品上市时间，降低晶体振
荡器的成本。本文对部分国内晶体振荡器供应商于1998年至2000年年初间推出的最具代表性的晶体振荡器做了简要介绍。
温度补偿晶体振荡器(TCXO DTCXO)
---- TCXO620系列TCXO，频率范围覆盖4.096MHz～23MHz，频率温度稳定度≤±1ppm(-4 0℃～70℃)，电源电压＋5Vdc±5%，输出正弦波，Vpp≥3V(300Ω并15pF负载), 封装为
25×15×10mm。
---- 生产商：北京瑞华欣科技开发有限责任公司
---- ZC543系列TCXO，标称频率为2.048MHz，频率温度稳定度≤±1ppm (-40℃～85℃)
,频率老化率≤±1ppm/年，频率电源电压稳定度≤±0.5ppm，输出方波，封装为38×38
×14.5mm。
---- 生产商：国营晨星无线电器材厂
---- DCXO720系列数字温度补偿晶体振荡器(DTCXO)，频率覆盖2.048MHz～60MHz，频率温度稳定度: ≤±0.37ppm(-40℃～70℃)及≤±0.5ppm(-45℃～70℃)，频率老化率：≤
±1ppm(第一年)及≤±4.6(十年)，频率压控范围≥±10ppm(2.5V±2V)，封装为38×38
×13mm。
---- 生产商：北京瑞华欣科技开发有限责任公司
恒温晶体振荡器(OCXO)
---- OX97系列OCXO，频率覆盖4MHz～10MHz，频率温度稳定度≤±50ppb(-10℃～50℃) ，频率老化率≤±3×10-8/天，恒温晶体振荡器起始加热功率≤600mA（max），电源电
压+12Vdc，输出正弦波，Vpp≥0.4V(50礁涸*)，封装为50×50×19mm。
---- 生产商：北京科瑞思特电子有限公司
---- OCXO820系列5MHz/10MHz低噪声恒温晶体振荡器(OCXO)，频率温度稳定度≤±30pp b(-5℃～55℃)，频率老化率：≤±5×10-10/天(加电72小时后测试)，≤±1×10-7/年
。单边带相位噪声：@10Hz，-120dBc/Hz；@100Hz，-140dBc/Hz；@1kHz，-150dBc/Hz；@10KHz， -155dBc/Hz；@100KHz，-155dBc/Hz。短期频率稳定度(阿伦方差)：5×10-12 /1s,频率压控范围≥±1ppm(0V～5V),频率准确度≤±20ppb（室温），频率重现性≤±
10ppb，封装为50×50×30mm。
---- 生产商：北京瑞华欣科技开发有限责任公司
---- OVC121系列16.384/8.192/4.096MHz局用数字程控交换机三级钟(OCXO)，频率温度
稳定度≤±50ppb (0℃～50℃)，频率老化率≤±5×10-9/天，短期频率稳定度(阿伦方
差)5×10-11/1s，频率压控范围≥±7ppm(2.5V±2.5V)，频率重现性≤±0.2ppm(断电2
4小时后，加电48小时)，预热时间2小时后频率误差≤±0.2ppm。
---- 生产商：河北远东通信系统工程有限公司
压控晶体振荡器(VCXO)
---- VCXO封装为DIL-14(约为21×13×8mm)，频率覆盖1MHz～40.96MHz，频率压控范围≥±200ppm(-5V～+5V)和≥±80ppm(0V～5V)，HCMOS输出，15pF负载，占空比40%～60% ，上/下沿≤10ns（max）。
---- 生产商：湖北东光电子股份有限公司
---- VCXO510系列VCXO，封装为21×13×13mm，频率覆盖5MHz～75MHz，频率压控范围
≥
±100ppm(2.5V±2V)，频率老化率≤±5ppm(第一年), 单边带相位噪声:@10Hz，-90dBc
/Hz；@100Hz，-115dBc/Hz；@1kHz，-140dBc/Hz；@10KHz，-150dBc/Hz；@100KHz，-15 5dBc/Hz。确保频率准确度的电压调节范围2.0V～3.0V(等效为频率准确度≤±25ppm，室温)，频率温度稳定度≤±25ppm(-25℃～70℃)，AHCMOS输出，2TTL负载，占空比40%～60%，压控线性≤±20%，压控极性为正极性。
---- 生产商：北京瑞华欣科技开发有限责任公司
高频低噪声晶体振荡器
---- ZD503系列100MHz低相位噪声恒温晶体振荡器(OCXO), 单边带相位噪声：@10Hz，- 100dBc/Hz；@100Hz，-125dBc/Hz；@1kHz，-150dBc/Hz；@10kHz，-160dBc/Hz；@100kH z，-160dBc/Hz。工作温度范围-40℃～50℃，频率老化率≤±8.9ppb/天，频率微调≥±
1ppm，电源电压+15Vdc，封装为50×70×96mm。
---- 生产商：天奥晶体实业有限公司
---- TCXO610系列低相位噪声温补晶体振荡器（TCXO），频率覆盖5MHz～60MHz，频率温
度稳定度≤±4ppm(-55℃～105℃)。单边带相位噪声：@10Hz，-90dBc/Hz；@100Hz，-1
20dBc/Hz；@1kHz，-148dBc/Hz；@10kHz，-152dBc/Hz；@100kHz，-155dBc/Hz(标称频率为30MHz)。谐波抑制-30dBc，杂散抑制-70dBc，封装为38×38×13mm。
---- 生产商：北京瑞华欣科技开发有限责任公司
结束语
---- 除了指标非常高的晶体振荡器国内生产厂家暂时无法提供外，其他产品都可以供货
，而且电性能指标与国外差距不大。两者最大的差距主要是反映在晶体振荡器封装体积上，造成差距的主要原因是国内用于生产晶体振荡器(OCXO，DTCXO，TCXO，VCXO)的石英
晶体谐振器生产技术一直没有实质性突破，落后的石英晶体谐振器生产技术严重影响了
国内晶体振荡器(OCXO，DTCXO，TCXO，VCXO)的发展。例如：OCXO用高精密(玻壳)石英晶
体谐振器体积非常大(体积为*12×23(28)mm或*18×28mm),以至于某些国内晶体振荡器厂
家不得已将数字PID控制技术用于OCXO生产，以减小晶体振荡器体积，预计厂家会在近期
推出该种产品。TCXO用表面封装石英晶体谐振器在国内属于空白,而UM1/UM5封装的石英
晶体谐振器电性能和供货并不稳定,因而国内晶体振荡器厂家没有在GSM/CDMA手机用TCX
O的市场上占有任何份额。VCXO用基频石英晶体谐振器只能做到50MHz(实际频率高于40 MHz已很困难), 只有少数国内晶体振荡器厂家可以提供频率高于50MHz的VCXO。
1 概述
整个电磁频谱包括从直流到可见光的宽广的频率范围。通常，电磁计量涉及的是直流和低频的电磁参量计量，其频率上限一般不超过几十kHz。而电子计量具有极为宽广的频率覆盖，其低端往往与直流和交
流电磁计量交叉，高端则可达亚毫米波段(300~3000GHz)，并与光学计量交叉。电子计量现今国际通行的频率覆盖范围为lOkHz~3000GHz。通常，lMHz~300MHz称为高频，300MHz~30GHz称为微波，30GHz~300GHz 称为毫米波，300~3000GHz称为亚毫米波。因此，电子计量从覆盖的电磁频谱范围看，包括高频计量、微波计量、毫米波和亚毫米波计量三部分。电子计量是以元线电电子学中经常遇到并需要测量的高频与微波电磁参量为研究对象的，电子计量的研究重点是某些较为基本的便于独立测量的参量(或参数)。这些基本参量的量值标准可以从基本单位m，s，kg，A，K等的量值基准导出，但是，导出链是冗长而复杂的。
电子计量测试所包含的内容是不断发展和变化的。例如，电子管电压表问世之前，热偶式电流表是最通用的无线电测量仪器之一，鉴于电子管电压表寄生参量影响小、频率和量程宽、输入阻抗离、过载能力强等优点，很快取代了高频电流表。所以，许多国家1960年代以前研制的高频电流标准已基本搁置不用，而电压则成为电子计量最基本的参量之一。随着频率增高，出现了分布参数系统。在微波频率上，功率参量又取代了电压参量的重要地位。1970年代因微电子技术的发展，以及数字系统的崛起，出现了半导体参量计量测试与数据域测量。1980年代随着光纤通信、移动通信和数字通信技术的发展，促进了光纤电参量特别是它的传输特性参量(如光纤带宽、衰耗、色散、场分布等)，以及数据域参量(如误码率、相位抖动、数据幅度、脉宽、群延迟等)计量测试的发展。“信息高速公路”(Information Super Highway)掀起了1990年代新的元线电电子学发展热潮。它是集光波、亚毫米波、毫米波、微波、RF、近代通信网、近代广播电视网、计算机网络等高科技于一体的高速大容量交互式综合信息网络系统。在信息传输和交换中，频率调制方式大多取代了过去的幅度调制或单边带调和(SSB)。现代移动通网越来越多地使用相移键控(PSK)或频移键控(FSK)调制方式z此外，为易于实现数字传输，调制前，比特流经过一高斯滤波器进行频率调制，称之为高斯最小频移键控(GFSK)的调制方式，它能在频谱效率(bit/Hz)和信噪比之间提供良好的折衷，提高信息传输质量和抗干扰度。因而出现了所谓调制域计量测试。随着全球电子设备的日益增多，近20年来，对电磁干扰和电磁兼容的计量测试的需求日益增多。
近代高新技术的发展.使频谱资源得到越来越多的开发利用，无线电电子学的分支越来越多，越来越细。众多的电磁参量(或参数)、宽广的频率范围和量程、多种多样的传输线和接头形式，对电子计量测试领域提出了严重的挑战。
2 电子计量的特点
（1）待计量参量种类繁多
电磁波可以沿传输线传输，也可以在自由空间传播。前者涉及的基本参量包括电压、功率、衰减、阻抗、噪声、介电常数、损耗角等；后者涉及的参量包括电场强度、磁场强度、功率通量密度以及与天线有关的各种参量，如增益、方向性、极化等。因而在电子计量测试领域，需要测量的电磁参量(或参数)为数
众多，它们大致可分为两大类：(a)表征信号特征的参量。诸如电压、电流、功率、场强(电场强度、磁场强度、功率通量密度)、频率、波长、波形参数(包括失真)、脉冲参数、调制参数、频谱参数(频率成份、频谱纯度、边带噪声等)、噪声(等效噪声温度、超噪比、功率谱密度、相位噪声)等。(b)表征网络特征的参量。诸如集总参数电路参量(电阻、电导、电抗、电纳、电感、电容)、反射参量(输入输出阻抗、电压驻波比、反射系数、回波损失)、传输参量(衰减、相位移、增益、时延等)、表征电子无黯件及设备特性的参量(如灵敏度、效率、噪声系数、信噪比、跨导、晶体管的各种参数等)、电子元器件谐振特性参量(谐振频率、带宽、品质因素Q等)、材料特性参量(介电常数、损耗角正切、导磁率等)等等。
对于日益增多的电子计量测试项目，按量值或参量(或参数)来分类.可以分为基本参量、二次导出参量、专用测量参量。基本参量包括频率、电压、功率、噪、衰减、阻抗和相位移(它们描述电磁波在传输线中传输的特性)；场强或功率通量密度以及与天线有关的参量(它们描述电磁波在空间传播的特性)。
由上述基本参量导出但需要由专门仪器测量的二次导出参量。主要有脉冲波形参量(幅度、时间间隔、上升下降时间等)、频谱参量、失真度、调制度、材料的电磁特性等。除上述电子计量测试的通用、常规参量外，还有大量专用参量。它们分别对应电子仪器中的专门类别，诸如电子器件参数测量仪器、广播电视测量仪器、通信测量仪器等等。这些专门类别的电子测量仪器所涉及的参量既有上述通用参量，亦有针对性很强的专用参量，如广播音响测量仪器中的抖晃率、数字通信测量仪器中的误码率、抖动、群延迟等。中国计量科学研究院无线电处负责建立、保存、和改进电子计量国家基准或标准，研究精密测量理论与技术，进行国际比对，开展量值传递与提供量值溯源，以保证全国电子计量单位的统一及量值的准确可靠。国家基准或标准主要是研制上述基本参量和部分二次导出参量的国家基准或标准；同时亦研制对国民经济有重大影响的专用参量，以及近代科技前沿的专用参量的国家标准。
如前所述，电子计量是以无线电电子学中经常遇到并需要测量的高频与微波电磁参量为研究对象的，电子计量涉及的参量众多，其主要参量及其单位见表1。
表1 电子计量主要参量及其单位
（2）量程和频段极为宽广
在电子计量中，待计量的参量所覆盖的量程通常都是很宽的。例如常规功率计量，其量程从纳瓦到兆瓦。量程覆盖达1:1015量级。至于实际需要的功率计量量程就更为宽广。从射电星或宇宙飞船发回到地面的噪声及信号功率大多低于10(13W，而远程雷达向空间发射的脉冲功率却高达1010W以上。如前所述，电子计量的频率覆盖通常达109量级。对于如此宽广的量程和频段，显然很难用一个标准装置来覆盖。实际上，对于同一参量的不同频段，需要采用不同的计量方法和计量设备，并为此而分别建立相应的计量标准和器具。
（3）传输线和接头形式多种多样
随着频率由低到高，电子系统中的传输线有双线、电缆、同轴线、带状线、微带线、矩形或圆形金属披导、介质波导、光纤等多种形式。每种传输线又有不同的型号、尺寸、规格。例如，一些常用的传输TEM 波的50(阻抗空气同轴传输线有如表2所示的尺寸。对于不同尺寸的50(阻抗空气同轴传输线，有不同的接头形式。与常用的14mm，7mm，3.5mm和2.9mm同轴线相对应的接头分别是APC-14型、N型APC-7型、SMA型/APC3.5型和K型等。除了50(阻抗系统和接头，还有75(阻抗系统和接头，例如广播电视系统和部分通信系统，采用75(阻抗传输线和F接型头。对于传输非TEM波的金属波导系统，又细分为许多截面尺寸不同的波导波段。目前应用最广泛的是矩形截面金属波导系统，常用波段有lmm，3mm，8mm，1.25cm，2cm，3cm，5cm和lOcm矩形截面。针对不同的传输线、接头型式和阻抗，均需要建立相应的计量标准。由于传输线和接头形式多种多样，除了造成机械连接的复杂性之外，还引起电磁波传输的电气性能的的变化。电气性能的变化对计量的影响，主要表现为电磁泄漏、阻抗失配引起的测量不确定度。目前，只有少数电子工业发达国家的国家计量研究机构，在上述各传输线、接头型式和阻抗系统部分建立了国家计量标准。
表2 常用50(阻抗空气同轴线标准尺寸和有关电气性能
（4）量值传递链较短
电子计量标准的不确定度大都在0.1%~1.0%量级，所以在电子计量各参量的检定系统表中，传递等级比其他专业计量的传递等级较少，一般都只有3级，少数参量只有两级，即工作计量器具和国家计量标准。
3 毫米波计量
1980~90年代毫米波技术获得了突飞猛进的发展。随着毫米波单片集成电路的研制、开发和批量生产，毫米波在通信、射电天文、生物医学、地面和空中交通管制、汽车防撞雷达、焦平面成像等领域得到广泛应用。
毫米波单片集成电路和计算机芯片的线宽已小于0.1(m，半导体基片材料和集成工艺更加多样化，对半导体计量测试提出了巨大挑战。
随着传输线和固态器件向高频段发展，开发毫米波同轴接头的呼声日高。以前常采用的同轴接头，如SMA及其衍生系列，缺乏所需的耐用性和重复性，而且不能提供对国家标准的溯源性，APC-7和N型的耐用性和重复性均属上乘，但频率上限仅达18~20GHz，APC-3.5可工作在34GHz。近年来许多公司推出了各自的毫米波同轴接头，如2.4，2.92，1.9mm同轴接头等。在设计中追求的目标是：单模工作，高性能界面，坚固耐用，重复性好，制造容差不比APC-3.5更苛刻，成本要能与现有接头相竞争，在正常使用中不易损坏阴性接触，拥有各种装配结构组合，全金属化，具有可溯源的途径。毫米波同轴接头的出现，给计量测试提出了如何评价其性能的课题，如特性阻抗、反射系数、插入损耗、屏蔽效能(RF泄漏)、接触电阻以及这些特性的重复性，此外，还有机械和物理特性的评价问题。
Wiltron的K接头可工作在46GHz，已用于装配该公司的360系列ANA，561 SANA，6669A扫频发生器，SWR自动测试仪，以及用于装配检波器、衰减器、定向藕合器、PIN开关等多种产品。K接头可以在电气上和机械上与SMA和APC-3.5相兼容；据厂方声称，可以通过现有的标量网络分析仪，将其反射和传输特性溯源到NIST。Hewlett-Packard，Amphenol和M/A COM Omd Spectra联合研制出一种可工作到5OGHz的2.4mm同轴接头。它分为三个级别；“产品级”有OS-50系列。由Omni Spectro生产，适合于元器件、电缆和微带线装配；“仪器级”有APC-2.4，由Amphenol生产，用于装配测试仪器和设备；“计量级”
由Hewlett-Packard生产，装配在精密测量或标准仪器上，其性能可溯源到NIST(美国标准与技术研究院)。例如HP8487D功率传感器配备2.4mm(阳性)同轴接头。
时域测量技术取得了重大进展，最有代表性的是Hypers公司生产的PSP-1000型的ps信号处理装置，它与低温控制和超导电子学相结合，利用约瑟夫逊超导结获得高速脉冲，得到了70GHz带宽和5ps上升时间。在40~110GHz测量TE01圆波导插入损耗和延迟的时域技术，测量幅度的准确度在0.ldB(rms)以内，测量延迟的准确度为0.lns(rms)。
Tektrmix，Hewlett-Packard和安立等厂家生产的频谱分析仪，上限额率可达325GHz，机内频率计数器的准确度为10-9，动态范围达144dB。
迄今，30~100GHz的毫米波波导技术已达到厘米波技术的水平，给当代电子计量提出了新的课题。各国都先后研制了毫米波频段功率、衰减、阻抗、噪声标准。
NIST波导功率标准覆盖了26.5~110GHz的4个波导频段；采用中频替代法在26.5~65GHz两个披导频段建立衰减标准；在26.5~110GHz的4个波导频段建立噪声标准等等。NIST还在l00kHz~100GHz频段内，采用六端口技术建立阻抗、衰减和相位的国家标准，并进行功率量值传递和测量线性互易二端口的S参数。S12的幅值(衰减)量程为0~60dB，分辨力为10-4~0.ldB，相移分辨力为0.001(~l(。中国计量院在26.5~40GHz 频段用六端口技术建立阻抗、衰减和相位的国家标准，以及小功率国家标准;其技术指标和测量不确定度与NIST相当。1980年代已有若干六端口装置的商品问世，Micro-Now的商品六端口矢量反射计的频率覆盖为26.5~40、33~50GHz，Flam微波公司已将26~114GHz的单六端口接头投放市场，Hughes、Norsal和Microwave Develop Labs等则可为用户订做毫米波六端口网络.80年代以来，采用扩频技术已将网络分析仪的频率扩展到170GHz。俄、德、英、法、日、加拿大、荷兰等国和我国计量研究机构亦在部分毫米波段建立了相应的国家标准，并在向更高的频率拓展.各国为了验证已建立的国家计量标准的不确定度及其评定的可靠性，由国际计量局(BIPM)安排了一系列毫米段的国际比对，包揽33.35.45，65，75，94GHz的功率比对340，70，94GHz波导噪声温度比对；R320(WR28)波导的27，35和40GHz的复反射系数(阻抗)和衰减比对375~110GHz的反射系数比对毫米披喇叭天线增益以及100GHz以上的毫米波和亚毫米波参量的国际比对等。由此可见，国际上对毫米波计量测试是极为关注的。
在计量测试领域，18GHz以上频率的同轴技术近30年来取得了不小进步，但没有重大突破。主要原因是受同轴传输线和同轴接头制造技术的限制，难以减小电磁泄漏、阻抗失配引起的测量不确定度。HP公司与NIST联合研制一种正温度系数热敏电阻功率传感器已有多年，设计的频率范围从直流到50GHL装配2.4mm同轴接头。其工艺技术是在砷化镓微波微电路基片上制造精密50(电阻。这种正温度系数热敏电阻功率传感器可以配用诸如HP 432A功率计、NET-4型功率计，具有优良的输入VSWR。这种新型功率传感器，可用于建立~50GHz同轴功率国家标准及其传递标准。
4 电磁兼容性能的计量测试
电子技术的发展促进了社会的进步，但是，大量使用的电子和电气设备均会产生有意或非故意的干扰辐射，与此同时，它们本身亦面临着在电磁环境下工作被干扰的问题。如何使电子产品减小非故意的辐射，并能在一定的电磁环境下正常工作，这就是电磁兼容(EMC)。
生产满足电磁兼容标准的电子设备和系统，将增加电子工业和其他工业的商业竞争能力。因此，电磁兼容性已成为电子、电气设备和系统的一个重要技术特性，它引起世界各国的普遍关注。各国均制订有本国的电磁兼容标准，国际组织(如IEC)均制订有国际标准。美国制订有三组EMC标准：商业标准、军用标准和国际标准.我国则是全面推行IEC标准。
NIST的计量专家指出，需要在三个应用方面改进测量能力：①抗扰度(EMS)测试，②辐射(EMI)测试以及③电磁环境的表征和相关标准的制订。测量的频率范围要求覆盖0~30OGHz。这种新的测量能力的一个重要用途将是，对电磁环境的表征以支持制订合适的抗干扰度标准。必须研制开发适应较大物体(如商用飞机)的测试设备；为了模拟越来越不利的电磁环境，必须研制对更大场强(场强>200V/m)和更高能量传导干扰的抗干扰度测量设备；EMC测量的不确定度和可重复性必须改善，特别是在不同类型的测试设备之间；
必须研究适用于现代数字电子系统的脉冲电磁辐射测量方法，具体地说，要求研究采用具有更宽的带宽的短脉冲(持续时间小于lns)测量方法。
开展EMC测量首先要解决的是场强(功率密度)量值的准确和统一问题，建立从低频到微波频率的场强标准。在此基础上开展有关的测试。NIST利用开阔场、TEM小室、波导小室及微波暗室等建立了3OkHz~18GHz的场强标准，不确定度为0.5~1.0dB。划分两步扩展暗室的频率，第一步扩频到26GHz，然后再扩展到40GHz。PTB建立了10kHz~21GHz的场强标准.不确定度为0.5~LOdB.近年来.为适应新的电磁兼容标准的需要，各国加大了EMC研究的力度。欧洲共同体制订的新的EMC标准规定了辐射和抗扰测试两方面的要求。显然，这种新的欧洲共同体EMC标准将影响各国电子、电气设备和系统在欧洲及其他国家市场的竞争力。
在解决EMC问题时，测量处于重要的地位。计量部门应提供可溯源到国家标准的测量。NIST着重开展5个方面的研究工作：①建立电磁场标准以支持EMC/EMI测量；②电磁能量传感器技术研究；③设备和系统的发射；④设备和系统的抗扰度；⑤静电放电辐射电磁场测量、电磁环境的评价等。
计量院在EMC计量测试方面进行了大量研究，并与NISA、NPL(英国物理研究所)、PTB(德国物理技术研究所)等国外计量研究院保持长期协作。已建立三项场强国家基(标)准：4.8GHz场强基准，量程为(10~200)(W(cm2，测量不确定度为0.25dB(包含因子k=2)；2.45GHz功率密度标准，量程为(0.05~0.8)mW(cm2，测量不确定度0.21dB(包含因子k=2)；30~1000MHz高频场强基准，量程为(100~120)dB(m，测量不确定度为ldB(包含因子k=2)。1980年代研制成横电磁波传输小室(TEM小室)，1990年代又研制成NIM-GTEM小室(因其可工作在lGHz以上频率，故称GTEM小室)。NIM-GTEM小室的外形尺寸为6m(长)×3m(宽)×25m(高)，其均匀场区(((ldB)分布空间为0.5~lm(长)×0.5~lm(宽)×0.3~0.5m(高)。工作频段理论上可从直流到20GHz；目前已达3GHz以上频段。
2000年计量院与北方交通大学联合成立了中北电磁兼容联合实验室，并作为一个独立的实体，通过了中国实验室国家认可委员会的认可，对外开展电工、电子产品电磁兼容检测和认证。目前开展电工、电子产品电磁兼容检测的类型包括：电子测量仪器、工业过程测量与控制设备、医疗电子设备、安全设备、金融电子设备、照明器具、电工产品、家用电器、信息技术设备等，此外还开展电波暗室、开阔场和各种横电磁波小室等电磁兼容基础环境设施的性能测试。
5 材料特性的射频与微波测量
在低频及微波频段对材料进行的大量测量，主要集中于介电特性，有关材料磁特性的测量只占少数。在低频和微波频段，通过相移和衰减，可以测量复数相对介电常数的介电常数和介质损耗两个分量。而在光频段，人们通常测量复数折射率。实际上，两者是等价的，即使在媒质导电并具有磁性的情况下，仍然可以通过麦克斯韦关系式将两者联系起来。
介电测量最初纯粹是为了科学研究，例如弛豫现象的研究；1980年代以来，在通信、雷达、电路元件设计、准光学元件中变得日益重要。后两者包括绝缘体、支撑、束分配器、透镜、谐振腔、基板、介质波导、窗、天线罩、辐射吸收材料等。所有这些应用均要求极高的测量精度.在某些运用中，比如微波炉、高频电热疗器、工业介质高频加热器中，介电损耗是一个很重要的参量。而在环行器、隔离器、滤波器的设计中，材料磁特性则是关键参数。在低频和微波波段，人们可以采用单频及宽带两种方法。自从连续波激光源广泛应用之后，在光频段亦可采用这两种方法。在毫米波段，大多数测量是采用色散傅里叶变换波谱仪(DFTS)进行的。在广阔的电磁频谱(1MHz~1500GHz)上，对种类繁多的材料进行测量，有时还涉及宽温度范围和湿度范围。
在由低频到微波的宽广频域内，使用腔体、开腔谐振器及传输线的单频测量方法。1980年代以来，开始出现扫频测量系统、时域谱仪(TDS)及DFTS等宽带测量系统，宽带技术已进入几十GHz频段.现在TDS 可覆盖5个十倍频程，上限达20 GHz，而TFDS可从高频端向下延伸到60GHz。某些技术要求促使人们进行频率连续覆盖的测量。例如从前经常争论，是否在低于10OGHz的频段内材料的介电特性均由一种缓变弛豫所左右，因而只需用十倍频程量级的几个单频特性就可以足够精确地描述材料特性。现在知道，对于
损耗介质、复合材料、有机生物材料及磁性材料，上述推断是不正确的。而这类材料在微波工程中占有很重要的地位。
当今，计算机在计量仪器及系统中应用已十分普通，电介质测量亦不例外。然而在材料特性测量中，计算机的应用还促使我们以全新的机理来实现材料特性的绝对测量。例如，使用计算机计算非均匀介质(即存在两种或多种介质)中的电磁场，并在实时数据处理中直接使用数值计算的经果。实例之一是终端开路同轴线及介质谐振器，这类技术以计算机为主体，形成了一种全新的材料计量学方法。
下面分别介绍各种材料特性的高频与微波测量方法。
（1）二端口测量
在兆赫频段的低端，经典的处理方法是在桥路测量中，或在与电感并联的谐振测量中，将介质材料作为具有损耗的电容器来处理。由于采用高精度的Q值测量，使该方法可以确定固体中极低的介电损耗(〈10μrad)。并进行理论修正和精确计算。对于损耗性材料，最好使用非谐振射频桥路法。二端口技术可以用于100MHz。
（2）时域法
随着快速取样示波器及隧道二级管阶跃脉冲发生器的应用，使行波时域谱仪(TDS)得到发展和广泛应用，使用频率达18GHz，随着频率的增高，其灵敏度随频率升高而下降。仪器方面的改进主要在于时基参考基准(即取样的同步及相位漂移和抖动)以及自动技术。现代ANA克分利用了时域同步技术。在低于1MHz 的频段，采用CMOS开关，在10KHz频率上利用自动阶跃响应系统，使对正切损耗的分辨率达10μrad，远比高频段TDS的分辨率高。
（3）频域传输线技术
时域测量技术以分降低辨率为代价，在微波频段实现了宽带测量。但最精确的介电常数和损能测量仍然采用频域法，对低损耗的测量尤其如此。业已证实，在确定低损耗液体的损耗时，波导桥路或单通道结构可以获得与腔体法相比拟的不确定度(在100μrad时大约为10μrad)。并可在8~40GHz频段采用液体浸润技术测量固体介质样品。在波导结构中，反射测量法比传输测量法更为普遍。众所周知的Roberts-Von Hippel 方法仍然是微波频段用得最广泛的材料测量技术。ANA和六端口技术更增加了它的应用潜力。而计算机的应用增加了它的使用方便性。此技术亦适用于宽温度范围的测量，例如在20~600℃条件下测量陶瓷样品。
对于液体的导波反射测量，由于可随意调节样品厚度，因而减小了测量误差。采用曲线复合的导波技术，该方法可用于5~15GHz频段。采用反射一传输复合技术，可以克分利用样品散射系数与复介电常数两者的相互依赖关系，使测量达到最佳化。这样，可使用ANA和六端口装置，将样品放在传输与反射端口之间的传输线内进行测量。
(4)在导波结构中运用场强的鼓值计算法
通常的导波技术假定，在传播媒质中的任意点，仅存在一个行波主模及其反射波。为使这一假定成立，结构上存在一系列限制。目前在材料测量中已普遍使用计算机对波的传输进行数值分析，生物材料的介电特性测量就是一个极好的例证，生物材料的复介电常数范围很宽，大多是损耗牲的，适合于使用反射计技术进行测量。自1980年以来，同轴开路探头已广泛用于无损生物材料测量。其优点在于不必将测试样品装入测试座中，从而有可能进行真正的活体测试。
（5）微波闭腔法
尽管近来年传输技术有了很大发展，但谐振腔法由于具有更高灵敏度而仍然十分流行。即使只使用微量样品亦能保持其灵敏度。对于介电常数为2，损耗为lOOμrad的样品，95%置信度时的测量不确定度3%。
常用两种不同的谐振法，其中微扰法适用于一切介电常数的测量，包括各向异性材料，磁性材料以及中高损耗性材料。另一种谐振法是针对低损耗介质测量的，此时必须使用较大量样品填满一定数量的腔体空间，并应采用尽可能简单的几何结构，以避免在场的计算上遇到数学困难。
毫无疑问，最流行的微扰结构为TM010腔体，将棒状固态样品或管装液体，沿轴线插入腔体，通过谐振频率及Q值的变化推算出材料特性。这类技术亦适合于高温测量，曾报导过在35GHz用于高达1600℃的介质测量的微扰法。
事实上，精确的理论多用于极低损耗材料(低于300μrad)的微波腔体测量。TE010模圆柱腔体理论在8~40GHz频段已被证明是非常成功的。在10和35GHz使用高Q(~50000)腔体及锁相信号源，可获得高达lμrad的灵敏度。
（6）开式谐振腔法
开式谐振腔是Fabry-Perot谐振器的准光学微波模拟。80年代以来，已发展成为专用于30~200GHz的毫米波均匀低损耗材料的测量设备。但亦可用于更低的频率，如果允许使用大尺寸样品，则其低频灵敏度可与闭腔相比，而且使用更为方便。最灵敏的开式谐振腔是双凹型或平凹型，工作于TEM谐振模式，其电磁场具有驻波高斯波束的形式。可实现的Q值非常高，在35GHz的典型值为150000。因而允许人们以极高精度测量低损耗。在100μrad时，灵敏度可达μrad。
（7）微波自由空间法
自由空间法采用通过介质样品的电磁辐射波束。与导波测量相比，样品的插入较为容易，只要样品具有平坦、平行的表面，其截面形状并不重要，但需要使用相对来说较大口径的样品。该方法既适用于高损耗材料(如微波吸收材料)，亦适合于天线罩之类在空间使用的损耗较低的材料测量。当频率升高，准光学传播倾向增强时，使用将更加方便。报导过一个主要装在波导里的系统，可以同时给出复数相对介电常数和导磁率。系统工作在56和94GHz，采用超外差接收来确定置于发射与接收喇叭天线之间中点位置的样品的散系数(传输及反射)。在94GHz对耐热有机玻璃，纤维玻璃和聚四氟乙烯的测量表明，介电常数与导磁率的实部的随机不确定度为5%左右，损耗角正切的不确定度为10%左右。
此外尚有Stochastic搅模非调谐腔法、微带及其他导波结构方法。在毫米波频段，可采用自由空间光学方法进行材料特性的测量。
上述众多的测量方法通过对足够大量数据取平均值的方法，总是可以将偶然误差减至最小。但无法确定系统误差，后者只能通过对广泛的、按不同原理工作的测量进行比对来减小。因此，测量的相互比对，特别是原理不同的测量的相互比对，是改进测量质量的极有价值的方法。
NIST的科学家们一直呼吁要重视l~lOOOGHz频段的材料特性的测试。他们多次指出，材料特性的绝大多数现有数据，都是基于多年以前在频率10GHz以下频段的传统材料的测量所给出的。10GHz以上频频的数据很少，而新型材料实际上没有数据。他们指出，材料特性测量和数据的内容，除包括电容率(介电常数)、导磁串以外，还应包括均匀性(确定整个材料各处特性的均匀性或一致性)和非均匀性(确定作为角向函数的材料特性的均匀性程度)。此外还指出，材料特性的测量必须考虑温度和湿度的影响，以模拟实际使用条件；为了支持设计和制造工艺，它们必须作为温度和湿度的合成函数进行测量；为支持宽带应用还必须作为频率的函数进行测量。
6 时域和脉冲波形的计量测试
在今天的时域测量领域中，脉冲测量是非常重要的项目。电信、电视、雷达中一直使用脉冲。自由空间雷达可用遥感来确定目标位置和速度。闭路雷达或时域反射计(TDR)用于遥测波导信号传输系统。另一主要用途是在快速处理信息计算机中。计算机技术的发展是时钟速率越来越高的大规模集成电路发展的主要动力。这种高速时钟速率对集成电路的测试者的脉冲波形测量能力提出了严格要求。
应用最广泛的通用脉冲波形测量仪器称为实时示波器。近代通用示波器都具有双线和双时基能力。为了在高能物理实验室中将高电平信号直接加到阴极射线管中，甚至使用2~7GHz带宽的专用示波器。
由于通用实时示波器的带宽受到电子电路及示波管的限制，为了测量射频信号而发展了取样技术。它将射频重复信号经过取样，变换成低频重复信号而形成一种取样示波器。
除示波器外，出现了一种不用阴极射线管(CRT)亦可测量实时波形的新型商品仪器。通常称此种仪器为波形记录仪(分析仪)或数字示波器，它由后接数字存储器的A/D变换器组成。存储器的内容显示在CRT上或用一台计算机进一步处理。波形记录仪胜过普通示波器的一个优点是，在触发脉冲到来之前能记录和观察数据，这是通过应用自激型记录器连续取样和存储数据，以及在发生触发时或触发后停止其记录来实现的。波形记录技术已发展到这种程度，人们可以用一台个人计算机插人件而将波形记录仪改装成波形数字转换仪，快速数字转换器伴随电荷藕合器(CCD)、砷化镓器件、SQUID、光A/D变换器的研究而迅速发展。目前世界上最快的时域测量仪器就是波形记录仪，这是美国Hypers、Inc生产的PSP-1000型皮秒信号处理装置。该仪器与低温控制和超导电子学相结合，获得70GHz带宽和5ps上升时间。如前所述，传统的室温电子学获得的带宽为18GHz和上升时间为2Ops。
波形标准的研究亦取得了进展。参考波形的概念同其他标准的概念是一样的，就波形而言，标准是一台信号发生器的输出，其波形根据基本原理来确定，与任何给定的脉冲测量系统无关。NIST研制了一组转换时间50，100和2OOps的参考波形标准。它们是由超低通滤波器作用的损耗液体介质同轴线组成，并用20ps的隧道二极管阶跃发生器激励。NIST后来还研制了标准波形发生器，这种发生器是在一个微带传输线中配置一个麦氏华根电容器(双层介质)取代具有损耗液体介质同轴线。
众所周知，将频域数据变换为时域数据的测量比直接的频域测量有更多的优点。因为是窄带测量，从而有更高的信噪比；其次是有可能通过测量已知标准来修正误差；再则没有时间颤动和零电平漂移。所以将频域数据变换为时域数据的方法得到广泛应用。
7 现代通信中的电子计量测试
近代通信网与有线电视网和计算机网通过通用接人网(UAN)构成国家信息基础结构(NII)。NII对一个国家的经济发展、科技进步、国防实力、人民椿神文化生活和综合国力有重大影响。各种通信网，诸如交换公用数据网(PSPDN)、数字数据网(DDN)、综合业务数字网(ISDM)、智能网(IN)和个人通信网等有力地支持了通信业务的发展。21世纪的通信网将向宽带综合业务数字网(B-ISDM)方向发展。
微波、光纤、卫星和移动通信被称为现代通信的四大支柱。以通信数字化、宽带化、通信业务多媒体化、通信个人化、网络智能化、国际网络标准化为特征的现代通信发展，已成为世界新技术革命的主要内容之一。现代通信主要包括4个方面：(1)微波通信；(2)光纤通信；(3)卫星通信和(4)移动通信。
随着传统的模拟通信技术的发展，特别是数字通信技术的发展，对电子计量测试提出了新的需求。现以数字通信为例说明有关测量技术和测量仪器的概况。
数字通信系统的技术标准和测试方法同模拟系统差别很大。模拟载波通信系统采用频分复用多路技术(FDM)，而数字通信系统则采用时分复用多路技术(TDM)、在各种时分复用多路技术中，脉码调制系统(PCM)是目前应用最广的一种。因为PCM不仅能传输话音，而且能以综合的方式传输数据信号、图象信号，故适用于将来的综合业务数字网和信息网。
根据国际电报电话咨询委员会(CCITT)有关建议，PCM数字通信测量仪器主要有三类：(1)PCM终端分析仪，用于测量PCM编码器和解码器的性能；(2)误码性能分析仪，用于测量数字系统误码性能；(3)抖动分析仪，用于测量数字设备相位抖动的仪器。
终端分析仪通常包括模拟信号发生器和分析器，数字信号发生器和分析器。测试功能包括增益、增益随频率和输入电平的变化、量化失真和互调、回波损耗、串音等。
误码率是数字传输系统的重要技术指标；它定义为在特定的一段时间内所接收到的比特误差数与同一时间内所接收到的比特总数之比。定时抖动是数字传输设备的一项主技术指标，定义为数字信号的各个有效瞬间在时间上对其理想位置之短期的非积累性的偏离。
由此可见，数字通信测量仪器的性能指标既有模拟部分，又有数字部分。因此，其技术标准和测试方法与模拟系统有很大差异。例如，在评价移动通信中收信机性能时，人们采用数据误差率代替用于模拟通信设备中的信噪比和失真比(SINAD)指标。为测量接收机灵敏度，研究人员既要采用具有良好的频率、输出电平及调制特性的数字调制信号发生器，同时还需要测试误差率的测量仪器。
随着数字通信技术的发展，研制开发了各种数字调制及矢量调制的信号发生器。此外，为易于实现数字传输，并提高信号传输质量和抗扰度，涌现出许多调制方式。常用的调制方式有：相移键控(PSK)、频移键控(FSK)、最小频移键控(MSK)、正交相移键控(QPSK)、正交调幅(QAN)、高斯最小频移键控(GMSK)等等.为测量数字调制参数的性能，出现了所谓调制域测量。
数字通信计量测试的内容亦更加丰富。例如，数字无线电发射机是利用TDMA格式和数字调制以脉冲串信号波进行发射。因此，测量仪器既必须配置数字信号处理技术(DSP)及相应的测试方法，同时还应装备有宽带(频率到8.5GHz或更高)测量所需的测试程序。测量特性包括频率、天线功率、调制特性、占用频率带宽，相邻信道功率泄漏以及寄生信号等。又如数字通信的数字格式可简化电路控制和交换控制。移动通信的控制功能都是在移动终端和基站间使用控制信道实现的。该信道为呼叫处理发送控制信号，与发送用户信息的信道分开，可处理呼叫等待、收费通知、三方会话这样的服务。由于信道的这种变化，要求测量仪器必须提供各种各样的功能。
我国目前发展最为迅速的是数字移动通信。数字蜂窝移动通信制式主要有：GSM900(DCS1800欧洲制式；CDMA码分多址美国制式；PDC日本制式。由于GSM制式标准的技术成熟，并已实用化，我国已大量采用，是我国目前移动通信的主流制式。CDMA技术系统容量大、抗干扰能力强、保密性好等优点而具有潜在应用前景，但目前标准不够完善、正在试验中。中国计量院已研制GSM制式数字移动通信综合测试仪校准系统：频率范围为10Hz~2.65GHz，测量不确定度为(2~5）(10-8(k=2)；电平范围为((130~13)dBm，测量不确定度为(0.2~0.5)dB(k=2)；高斯最小频移键控调制精度(0.3GMSK调制)均方相位误差≤0.5°(rms)，峰值相位误差≤1°，调制幅度误差≤0.ldB。该标准可用于校准HP 8960，HP 8922P，HP 6392E，R/S CMD系列，R/S CMU200，Wavetek 4400，IFR 2935，Wavetek 4201，Recal 6113等通信测试仪器。中国计量院还开展CDMA制式综合测试仪器的校准。GSM制式数字移动通信综合测试仪校准系统和CDNA校准装置的量值，分别溯源到国家频率基准、国家RF和微波功率基准、国家RF电压标准、国家RF衰减基准、国家失真度标准和标准数字调制信号发生器等。
信息产业部通信计量中心建立了误码率和光纤通信有关参量的标准。
现代通信所需的主要电子计量标准和装置主要有：误码率测试仪检定装置；数字通信信号抖动计量标准；通信协议分析仪校验装置；信令测试仪校验装置；移动通信电台综合测试仪校验装置；PCM终端分析仪与编码解码器校验装置；星座分析仪校准装置；微波线路分析仪校准装置；传输损耗测试仪校准装置；通信信号干扰计量标准；帧信号分析仪校准装置；卫星通信地球站设备校准系统；卫星通信地球站天线校准系统；图象信号测试仪校准系统等。所需测量频率达50GHz以上，功率电平达10OW。
8 法制计量
法制计量又称法制计量学，是计量的一部分，即与法定计量机构所执行的工作有关的部分，涉及到对计量单位、测量方法、测量设备和测量实验室的法定要求。
计量工作的根本目的是保障计量单位制度的统一和量值的准确可靠。计量工作具有广泛的社会性和统一性，从而决定了计量工作必须具有法制性。计量工作的重要特征是受国家计量法律的控制和政府行为的介入。中国的计量法律体系是以《中华人民共和国计量法》为基本法，以及与其配套的计量行政法规、规范、规章所组成的法规体系。依据计量法，我国制定了一整套计量技术法规。计量技术法规包括国家计量检定系统表、计量检定规程和计量技术规范。它们是正确进行量值传递、确保测量数据可靠，以及实施计量法制管理的重要依据。计量栓定系统表过去曾称为国家量值传递系统，是用图文的形式，将实际用于测量工作的计量器具的量值与国家基标准所复现单位量值联系起来，用以保证工作计量器具的测量准确度和溯源性。其中涉及各级计量标准和测量器具的测量范围、误差或不确定度和检定方法等。目前，电子计量的栓定系统表有9项，其中时间频率1项。电子计量国家基准(标准)的不确定度大都在0.1%~1.0%量级，所以在电子计量检定系统表中，传递等级比其他专业计量的传递等级少，一般只有三级，少数参量只有两级，即工作计量器具直接溯源到国家标准。计量检定规程是从事计量检定的法律依据，是对计量器具的计量性能、检定项目、检定条件、检定方法、检定数据处理、检定周期等所作的技术规定。目前，电子计量的检
定规程有123项，其中时间频率26项。计量技术规范是为实施计量法进行计量技术管理的依据和行为准则，是综合性、基础性的技术法规。与电子计量有关的计量技术规范主要有：《JJF 1001-1998通用计量术语及定义》；《JJG1015-90计量器具定型通用规范》；《JJG 1021-90产品质量检验机构计量认证技术考核规范》；《JJG 1022-91计量标准的命名技术规范》；《JJG 1027-91测量误差及数据处理(试行)》；《JJG l033-92计量标准考核规范(试行)》；《JJG 1039-93同轴功率计量保证方案术规范(试行)》；《JJG 1040-93射频衰减计量保证方案技术规范(试行)》；《JJF l059-1999测量不确定度评定与表示》；《JJF 1069-2000法定计量检定机构考核规范》等；此外还制定了14项电子计量的国家计量基准操作技术规范。
法定计量机构包括计量行政机构和计量技术机构。计量行政机构是代表国家贯彻实施计量法律、法规，并对实施情况依法进行监督的计量行政执法的机构。中华人民共和国成立后，中国政府始终重视法制计量建设。1950年设立度量衡处。1955年成立国家计量局，统一管理全国的计量工作。1988年成立国家技术监督局，1998年改名为国家质量技术监督局，2001年又改名为国家质量监督检验检疫总局(属于国务院直属的部级局)，负责统一监督管理全国计量工作。根据《中华人民共和国计量法》的规定，中国计量行政机构分为四级：国务院计量行政部门；省、自治州、直辖市计量行政部门；市(地、盟、州)计量行政部门和县(区、旗)计量行政部门。县级以上地方计量行政部门对本行政区域内的计量工作实施监督管理。
计量技术机构是从事计量检定、校准、测试(检测)及计量科学研究工作的机构。计量技术机构分为法定计量技术机构和一般计量技术机构。前者是指各级计量主管部门依法设置的计量检定机构；后者是部门和企业事业单位为进行量值传递或量值溯源所设立的计量技术机构。法定计量技术机构的任务主要是：负责建立计量基准、标准；进行量值传递，执行强制栓定和其他栓定测试任务；起草计量技术法规，并承办有关计量监督的技术性工作等。中国计量科学研究院(NIM)和国家标准物质研究中心(NRCCRM)是国家法制计量技术机构，此外还建立了华北、华南、西南、西北、东北、华东和中南国家计量测试中心和18个国家专业计量站。各省、自治州、直辖市、市(地、盟、州)和县(区、旗)都建立了相应的法制计量技术机构。中央各部委、国防科工委系统、总装备部系统，以及其所属部门亦相应设立了(一般)计量技术机构。电子计量的国家法定计量技术机构是中国计量科学研究院，省、自治州、直辖市，以及一些市(地、盟、州)的计量技术机构都设立有电子计量专业。国防计量管理条例规定，国防系统计量机构分为三级管理。国防科工委系统第二计量研究中心是国防系统电子计量的一级计量站，二级站有60余个。原电子工业部在全国各大区设立的5个区域计量站和一些电子专业计量站，属于国防系统二级电子计量站。信息产业部通信计量中心是我国通信部门一级计量站，下设7个大区二级站，各省市设有三级站，国家广电总局也设立了广播电视计量检测中心。目前我国已形成比较完整的电子计量技术机构体系。
国务院1959年发布的《关于统一计量制度的命令》，确定国际公(米)制为我国的基本计量单位制，逐步废除了旧杂制，使我国的计量单位制基本统一。国务院1984年发布的《关于在我国统一实行法定计量单位的命令》规定，我国的计量单位一律采用《中华人民共和国法定计量单位》，亦即采用国际单位制(SI)和国家选定的有关单位。SI以7个物理量为单位基础，用这7个基本物理量单位和两个辅助单位组成的导出单位，几乎包括了所有领域的计量单位。迄今，除质量单位千克(公斤，kg)外，长度单位米(m)、时间单位秒(s)、电流单位安[培](A)、热力学温度单位开[耳文](K)物质的量单位摩[尔](mol)和发光强度单位坎[德拉](cd)都实现了自然基准。因此我国采用的单位制是比较科学、完善和准确的单位制。
用于计量检定/校准和检测的测量方法除了计量检定规程外，必须是国际标准、我国国家标准、地方、部门和行业标准，以及相应的技术规范、规程、规章中规定的测量方法。
测量设备在计量工作中是指计量器具，包括国家基准、副基准、工作基准；计量标准(含标准物质)和工作计量器具。国家基准在我国计量法中又称计量基准，是指用于复现和保存计量单位量值，经国务院计量行政部门批准，作为统一全国量值最高依据的计量器具；国家副基准是通过直接或间接与国家基准比较定值，经国务院计量行政部门批准的计量器具；工作基准是通过直接或间接与国家基准或副基准比较定值，经国务院计量行政部门批准，实际用于栓定计量标准的计量器具。我国电子计量现有时间频率、射频电压、射频和微波功率、衰减、阻抗、相移、噪声、场强等近30项国家基准和4项国家工作基准。计量基准具有最高的计量学特性(准确度、复现性、稳定性等)，是一个国家计量科学技术水平的体现，有完善的管理制
度，包括保存、维护、使用制度和操作规范。1987年7月我国发布了《计量基准管理办法》。计量标准是将计量基准量值逐级传递到工作计量器具的一类计量器具。计量标准可以根据需要按不同准确度分为若干等级，用于检定较低准确度的计量标准和检定工作计量器具。我国电子计量现有140多项各种计量标准器具，其中时间频率近30项。计量标准是量值传递的中心环节，具有完善的管理制度，1987年7月我国发布了《计量标准考核办法》，1992年制定了《JJG 1033-92计量标准考核规范(试行)》。工作计量器具是指不用于检定工作的计器具。其含义是，凡能用以直接或间接测出被测对象量值的器具、测量仪器和测量装置。从法制计量管理角度可将其分为强制栓定工作计量器具和非强制检定计量工作器具两类。1987年7月我国发布了《中华人民共和国依法管理的计量器具目录》(包括计量标准和工作计量器具)。根据计量法，对用于贸易结算、安全防护、医疗卫生和环境监测方面的列入强制检定目录的工作计量器具，实行强制检定，1987年4月我国发布了《中华人民共和国强制检定的工作计量器具检定管理办法》。我国电子计量依法管理的计量器具有100多种。
我国对计量技术机构(测量实验室)有明确的法定要求。计量检定/校准机构的考核制度就是依据《计量基准管理办法》、《计量标准考核办法》、《计量授权管理办法》、《专业计量站管理办法》和JJF 1069-2000的要求和程序，对从事计量检定/校准的实验室基准、标准、设施、人员、环境及管理制度等40项内容进行考核并授权，旨在保证我国单位量值的准确一致。产品质检机构的计量认证制度是依据JJG 1021分两级对从事产品质量检验的实验室进行计量认证并授权。计量认证的认可准则JJG 1021是等效采用《ISO/IEC导则25：1990校准和检验实验室能力的通用要求》，并充分结合我国国情制定的。考核评审内容为组织机构、仪器设备、检测工作、人员、环境和工作制度六个方面，计50项。其突出的特点是，从计量溯源性的角度，保证测量结果能够与计量溯源体系衔接。产品质检机构的审查认可制度是根据我国标准化法和质量法，按照《国家产品质量监督检验中心审查认可细则》、《产品质检所验收细则》或《产品质量监督检验站审查认可细则》对国家质检中心或产品质检所进行评审，并明确授权监督检验范围。《国家产品质量监督检验中心审查认可细则》的主要内容涉及组织机构、人员素质、仪器设备、环境条件、管理手册和检验工作等六个方面，计39项。这些认可细则也是等效采用ISO/IEC导则25，结合我国国情制定的。
计量认证是我国政府计量行政主管部门对向社会提供公证数据的技术机构的计量检定与测试能力、可靠性和公正性所进行的考核和证明。经计量认证考核合格的技术机构，证明其具有为社会提供公证数据的资格，由该机构提供的数据具有法律效力。计量法实施细则规定，为社会提供公证数据的产品质量检验机构，必须经省级以上政府计量行政部门计量认证。计量认证分强制认证和非强制认证，我国的计量认证是强制性的。随着计量认证的开展，在其他测量领域中，提高测量结果的可靠性和权威性，我国许多计量测试机构自愿要求计量认证。随着自愿认证工作的开展，计量认证己扩展到国防科研计量技术机构、能源监测、环境监测、地质分析、电子和通信等领域的计量技术机构。
我国l994年10月成立中国实验室国家认可委员会(CNACL)，并由国家质量技术监督局授权实施实验室自愿认可计划。认可委员会遵循开放性、自愿性、非歧视性的工作方针。其工作目标是：按国际实验室认可通用准则(即ISO/IEC导则58），建立适合社会主义市场经济需要的完善的中国实验室国家认可体系。通过认可委员会的有效活动，提高中国实验室的管理水平和技术能力，建立良好信誉并不断提高在国际、国内检测市场上的竞争能力；参与国际间的实验室认可的交流和合作活动，逐步实现实验室认可机构国际间双边和多边的相互认可；逐步实现我国实验室测量数据、测量结果和校准/检测证书/报告的国际互认。中国计量科学研究院1999年10签署了由BIPM(国际计量局)组织的由四十多个国家签发的《国家计量基(标)准互认和国家计量院签发校准与测试证书互认协议(MRA)》，根据该互认协议，在双边或多边贸易中，计量院出具的产品校准或测试证书，不必在出口国和进口国分别进行重复校准或测试.中国实验室国家认可委员会制定的《CNACL 201-99实验室认可准则》等同采用ISO/IEC导则25。同时，ISO/IEC导则25也被等同转化为我国标准《GB/T 15481-1995校准和检测实验室能力的通用要求》。ISO/IEC 17025是不断发展的，随着IS09000质量体系和质量保证迅速发展，也促进了ISO/IEC导则25的改进。1999年由ISO合格评定委员会(CASCO)制订的国际标准《ISO/IEC 170252：1999检测和校准实验室能力的通用要求》取代了ISO/IEC 导则25。随着国际标准ISO/IEC l7025的实施，中国实验室国家认可委员会正在制定新的实验室认可准则。
在技术要求方面，ISO/IEC l7025与ISO/IEC 17025相比，更加强调测量溯源性和对测量结果的不确定度评定。
9 量值传递、溯源和比对
计量工作的任务和核心工作是保障计量单位制和单位量值的准确一致。量值传递(及其逆过程量值溯源)和比对是实现这一任务的途径和手段。量值传递是通过对计量器具的检定或校准，将国家基准所复现的计量单位量值通过各等级计量标准传递到工作计量器具，以保证对被测对象量值的准确和一致。溯源亦称溯源性，是通过一条具有规定不确定度的不间断的比较链，使测量结果或测量标准的值能够与规定的参考标准，通常是与国家计量标准或国际计量标准联系起来的特性。计量法及有关法规、计量检定系统表、计量检定规程、计量技术规范等为量值传递和量值溯源提供了法制保障和技术文件支持。
量值传递的方式有：(1)用实物标准(基准、标准)按计量检定系统表逐级周期检定；(2)发放标准物质和发播标准信号；(3)计量保证方案(Measurement Assurance Programs，简称MAP)。
逐级周期检定通常是按计量检定系统表的要求，将计量器具从使用单位送到国家授权的计量实验室去检定或校准，由计量实验室给出检定或校准数据，作出被检或被校计量器具是否合格等结论，并出具检定/校准证书或报告。对于不便搬运的大型和笨重的被检或被校计量器具，计量实验室可以将巡回标准(Travelling Standard)运到申请检定或校准的单位进行现场栓定或校准。
在理化分析和电离辐射计量中，广泛应用标准物质(包括标准方法和标准数据)进行量值传递或溯源。在电子计量中，发放具有己知数据的介质样品、半导体电阻率标准样片等，广义地说，也属于发放标准物质的量值传递方式.在时间频率计量中，可以利用发播标准时间频率信号进行量值传递或溯源。这种量值传递方式层次较少、不必运送被检或被校计量器具。
MAP大致包括如下三个程序：①量值传递程序。首先由主持实验室对性能稳定和便于搬运的传递标准进行校准，然后送到参加MAP的实验室作为未知样品用被检或被校计量器具进行测量。再后将传递标准送回到主持实验室再次校准，并报告测量数据。②测量过程控制。参加MAP的实验室选用一个或一组性能稳定的核查标准，用被检或被校计量器具按规定的测量程序重复进行测量，对测量数据进行统计分析。并将核查标准的测量数据报告主持实验室。③主持实验室对各参加实验室的传递标准和核查标准的测量数据进行统计分析，并提交检定或校准证书/报告。
计量保证方案的主要优点是①不仅栓定或校准了被检或被校计量器具，而且考核了送检或送校实验室的测量能力，包括其测量设备和系统、测量方法、测量环境、检测人员等，使量值传递真正传递到现场。
②参加实验室在两次量值传递的较长间隔内定期反复采用核查标准核查，通过统计方法对实验室的测量过程进
行连续闭环的质量控制，保证了测量的可靠性。
测量过程控制大致包括如下程序：①根据测量过程控制量值的量程、重复性和分辨力等技术要求选择合适的核查标准。核查标准必须具有良好的稳定性。②选择核查方案。核查方案必须对测量过程所得数据进行全面监测和分析。根据测量过程的物理模型建立数学模型，并确定统计分析方法，建立核查数据库。核查方案应包括测量原理方框图；测量不确定度评定；检定规程、规范或标准等。③确定控制图。控制图又称管理图，可以根据控制图中所用统计变量的不同，来确定不同的控制图类型。ISO 100012-2推荐了对测量过程控制的休哈特(Shewhart）控制图，包括平均值控制图、极差控制图和标准偏差控制图。各种控制图的绘制，首先必须确定每次核查时对核查标准的测量次数n，通常取n=3~5。其次必须确定核查标准的测量频次。核查标准的测量频次取决于：控制的量值；求保证的程度和测量不确定度的严格程度，目的是充分暴露测量过程中各种影响量的变化。由核查标准测量频次，可以确定两次检定/校准周期(例如1年）的核查组(次）数m，通常m=6~24(半个月到2个月测量一次）。④建立过程参数。控制图中的统计变量，诸如平均值、极差、组内、组间、合成和合并标准差等称为过程参数。⑤异常值剔除。通常采用格拉布斯准则判断异常值。异常值必须剔除，不得包括在测量列中。⑥过程控制的统计检验。用t检验判断平均值是否受控：用F检验判断组间标准差是否受控。⑦确定控制限。根据国际标准ISO8258中的休哈特控制图和相
关的表格，可确定平均值控制图、极差控制图和标准差控制图的上下限。控制图的主要作用是：监测测量数据是否受控；发现失控原因和修正过程参数。
比对是在规定条件下，对相同准确度等级的同类计量基准、计量标准或工作计量器具之间的量值进行比较。比对的目的是①统一国际量值。为了达到国际上量值统一的目的，组织国际比对是有效的途径。国际比对主要是国际计量委员会（CIPM)所属的各咨询委员会进行组织。电子计量的国际比对是由CIPM电学咨询委员会射频工作组(GT-RF）进行组织。例如GT-RF安排了一系列毫米段的国际比对，包括33，35，45，65，75，94GHz的功率比对；40，70，94GHz波导噪声温度比对；R320(WR28）波导的27，35和40GHz 的复反射系数(阻抗)和衰减比对；75~110GHz的反射系数比对；毫米波喇叭天线增益以及100GHz以上的毫米波和亚毫米波参量的国际比对等。②旁证不确定度。例如2000年中国计量科学研究院研制成0.01~18GHz同轴(7mm）微量热计小功率国家基准时，为验证其测量不确定度评定的可靠性。分别与1970年代和1980年代研制的同轴(14mm）量热计和2cm波导微量热计小功率国家基准进行了比对。比对结果的一致性证明，我国在该频段上的微波小功率量值是准确可靠的，其测量不确定度评定是可信的。③临时统一量值。例如一些科技前沿领域所需的电子测量，在既无国际标准也无国家标准的情况下。比对是使测量结果量值一致的重要手段。
10 测量不确定度和测量数据处理
通过实际测量获得被测量的测量数据后，通常需要对这些数据进行计算、分析、整理，有时还要将数据归纳成相应的表示式或绘制成表格、曲线等等。亦即要进行数据处理，然后给出测量结果。给出测量结果的同时。必须给出其测量不确定度和单位。测量不确定度表明了测量结果的质量，质量愈高不确定度愈小，测量结果的使用价值愈高；质量愈差不确定度愈大，使用价值愈低。在计量测试工作中，不知道不确定度的测量结果不具备使用价值。从市场经济价值观点来审视测量运作，提供测量不确定度的测量活动无疑是一个高增值过程。例如，一个微波单片集成电路，其芯片价值为1元，封装之后增值到10元，对其性能和技术指标进行测试之后，将至少增值到100元.又例如Wein-schel Engineering Model 1100系列功率传递标准，如果校准因子由W.E公司提供，其售价大约为$7，000~ $10，000。如果用户希望获得更小测量不确定度的校准因子，W.E.公司声称，可以由NIST校准提供校准因子数值，但每个频率点增加售价$1，000。
过去人们评定测量结果的可信程度或质量是以误差理论为依据。1960年代开始提出用测量不确定度来说明测量结果的质量。随后，不确定度这个术语逐渐在测量领域内被广泛应用，但表述方法各不相同。为了统一表述方法，l970~1990年代一些国际组织和有关国家计量院经过广泛征求计量专家学者的意见和长期反复的讨论，在国际计量委员会(CIPM）INC-1(1980)、CI-1981和CI-1986建议书的基础上，于1993年以ISO(国际标准化组织）、IEC(国际电工委员会)、BIPM(国际计量局)、OIML(国际法制计量组织)、IUPAC(国际理论与应用化学联合会）、IUPAP(国际理论与应用物理联合会）和IFCC(国际临床化学联合会）7个国际组织的名义正式由ISO出版发行了《测量不确定度表示指南》(GUM），1995年又作了修订和重印(Guide to Expression of Uncertainty in Measurement Corrected and Reprinted，1955，ISO).GUM的约定规则使不同国家、不同地区、不同学科和不同领域，在表示测量结果及其不确定度时具有一致的含义.在市场经济全球化的今天，GUM在测量数据和测量结果的国际互比互认、科技交流、国际贸易等各个方面将起到重要的作用.我国计量技术规范《JJF 1059-1999测量不确定度评定与表示》等同采用GUM。
现在，国内外计量测试学界已达成共识，将逐步采用测量不确定度代替测量误差和准确度表达测量结果，但是误差(以及相对误差)的概念并未(而且也不会）废除，仍然在计量测试中广泛使用，只不过不再用以表达测量结果。
测量结果的不确定度是测量过程中来自于测量设备、测量方法、被测对象、环境、人员等所有的不确定度因素的集合，这些因素形成测量结果的若干不确定度分量。不确定度分量分为两大类：用统计方法评定的不确定度称为A类评定不确定度；用非统计方法评定的不确定度称为B类评定不确定度。A类评定不确定度分量由重复观测列计算得到，其方差估计值记作u2，即统计方差(2的估计值s2，u2的正平方根u 就是估计标准差s，称为A类评定标准不确定度，用uA表示，其概率分布通常服从正态分布。B类评定不
确定度分量的估计方差u2根据被测量的有关信息评定，其估计标准差u称为B类评定标准不确定度，用uB表示。B类评定信息来源于：以前的观测数据;对有关技术资料和测量仪器特性的了解和经验;制造厂商提供的技术文件；校准证书/报告、检定证书/报告或其他文件提供的数据、准确度的等级或级别，包括目前暂在使用中的极限误差等;手册或资料给出的参考数据及其不确定度；规定实验方法的国家标准或类似技术文件中给出的重复性限r或复现性限R等等。B类评定标准不确定度的先验概率分布由评定人员的理论和实际经验来确定。所以，A类和B类不确定度评定只是表示两种不同的评定方法，不存在本质上的区别，它们都是基于概率分布，并都用方差或标准差表征。B类评定不确定度既可能来源于系统误差亦可能来源于随机误差，例如微波高功率测量系统，由于功率耗散引起微波衰减器自身的温升，造成在不同耗散功率电平下衰减量变化引人的不确定度分量，其数值可以直接引用生产厂家给出的温度系数值计算给出；但是在精密测量中，大都采用统计方法，用实验测量来确定该不确定度分量。通常A类评定比B类评定更为客观，并具有统计学的严密性。原则上，所有不确定度分量都可用A类评定，但是，这有时会增加很大的工作量。确定了各个标准不确定度分量之后，可采用方差协方差法、方和根法或线性求和法进行合成，给出合成标准不确定度uC。合成标准不确定度通常只用于置信概率(置信水准）p(68%。为使其更可靠，应加大置信概率，亦即用置信因子(包含因子)k乘以合成标准不确定度uC给出总不确定度(扩展不确定度）UC=k uC。在电子计量测试领域，通常取k=2(置信水准p(95%）。
常见的概率分布除了正态分布(高斯分布）外，有t分布(学生分布)、均匀分布(矩形分布)、三角分布和反正弦分布(U形分布）等。t分布主要用于合成标准不确定度。微波测量中由传输线、元器件或系统失配引起的不确定度服从反正弦分布。在电子测量中，不确定度服从均匀分布的测量有：数据修约;电子计数器量化;数字示值的分辨力；滞后；仪器度盘回差;平衡指示器调零等。在不能确定概率分布或缺乏其他信息的情况下，通常假设服从均匀分布。
确定了标准不确定度分量的先验概率分布之后，就可以确定测量结果的置信限[(k(((k((。对于不同的分布，包含因子k的数值是不同的。均匀分布，k=(3；三角分布，k=(6；反正弦分布，k=(2。正态分布的k 值与置信概率p有关，可以查正态分布表获得;重要的包含因子值kp=1，2和3分别对应于概率值p=68.26%，95.45%和99.73%。t分布的k值与置信概率p和自由度(有关，包含因子值kp=tp(()可以查t分布临界值tp(()表获得。
我国国家计量技术规范《JJF 1059-1999测量不确定度评定与表示》(代替《JJF 1027-1991测量误差及数据处理》中的测量误差部分）规定了测量不确定度评定的通用规则。JJF 1059-1999原则上等同采用GUM 的基本内容，在基本概念、术语定义、评定方法和测量报告的表达方式上作了明确的统一规定。它不仅适用于计量领域的检定、校准和检测，而且适用于各种等级的测量。
对于等精度测量，亦即在重复条件下对被测量Y进行n次独立测量，获得测量列队y1，y2…，yn，测量列的算术平均值是期望的最佳估值，所以测量结果用给出，对于非等精度测量，亦即不等权测量，则测量结果要用加权算术平均值代替算术平均值。对于有限次数等精度测量列，单次测量值的标准差((y)称为实验标准差。可以用如下方法求取实验标准差：贝塞尔法、彼得斯法、最大残差法、极差法、最大误差法、分组极差法。对于随机过程和动态测量，测量数据通常采用滑动平均和自回归法找出动态规律。随机过程的实验标准差有时需要采用专门方差分析方法求取。例如频率稳定度的测量，若采用贝塞尔法估计标准差，则不收敛，因此采用阿伦方差的方法。
对于两个以上被测未知量的函数测量，通过所测得的几个函数值求解方程，可以求出被测未知量。任意预期的最佳值或表征曲线拟合参数的标准不确定度，可以用已知的统计程序计算得到。最小二乘法以残差平方和最小为条件求得最佳值或拟合出最佳直线、最佳曲线。当方程数多于未知量时，采用最小二乘法给出的测量结果最准，是目前计量测试中最通用的方法。例如高稳晶振采用最小二乘法求取老化率趋势直线，自动网络分析仪和六端口装置采用最小二乘法确定校准参数和被测网络参数等。
异常值剔除。在测量过程中由于粗心大意、偏离操作程序、环境条件突变、测量仪器设备的突然故障等因素，都会产生异常的测量值。异常值的统计判别方法有狄克逊准则(Dixon criterion)、肖维勒准则(Chauvenet criterion)(测量次数n(15)、格拉布斯准则(Grubbs criterion)、拉依达准则(Pa?Ta criterion)(n(10)等。
格拉布斯准则是在未知总体标准差情况下，对正态样本或接近正态样本异常值的一种判别方法。对于测量次数n=3~5的测量，格拉布斯准则理论较严密，概率意义明确，实践证明是一种比较切合测量实际的判别异常值的方法。异常值的出现会歪曲测量结果，所以当测量结果中出现异常值时，应尽可能地查找出技术上和物理上的原因，作为处理异常值的依据。对经判断确为异常值的数据，应予以剔除，不得包括在测量列中。在自动测量系统和测量过程控制中，测量软件必须设计异常值剔除程序。
数据修约。所有测量数据，包括测量结果及其不确定度都只能取有限位，多余位必须修约。国家标准《GB 8170一87数据修约规则》对数据修约作了详细规定。
工作频率范围
指满足各项技术指标的调谐频率范围。用起止频率或中心频率和相对带宽来表示。
频率稳定度
1、长期稳定度指振荡器的老化和元器件的性能变化以及环境条件改变导致的频率的慢变化。常用一定时间内频率的相对变化来表示。
2、短期稳定度与长期稳定度相比，在较小的时间间隔内考察频率源的稳定程度。常用阿伦方差来表征，以△f/f/μs（或ms）为单位。
相位噪声
是短期稳定度的频域表示，它可以看成是各种类型的随机噪声信号对相位的调制作用。从频域表现来看，频谱不再是一根离散的谱线，而带有一定的宽度。通常用距离中心频率某频率处单位带宽内噪声能量与中心频率能量的比值来表示，以-dBc/Hz@kHz（或MHz）为单位。
频率精确度
振荡器工作频率偏离标称频率的程度。
杂散抑制
指与输出频率不相干的无用频率成分与载波电平的比值，以dBc表示。
谐波抑制
指与输出频率相干的邻近基波的谐波成分与载波电平的比值，以dBc表示。
跳频间隔
指频率综合器每个相邻输出频率的间隔。
跳频时间
指振荡器从相对稳定的工作频率变化到另一指定的工作频率，并且达到稳定工作条件所需的时
压控振荡器（VCO）
晶振基础知识
晶振基础知识（第一版） 摘要：本文简单介绍了晶体谐振器和晶体振荡器的结构，工作原理，振荡器电路的分类，晶体振荡器的分类，晶振类器件的主要参数指标和石英晶体基本生产工艺流程。 一、振荡电路的定义，构成和工作原理 (2) 二. 晶体振荡器分类： (16) 三、石英晶体谐振器主要参数指标 (19) 四、石英晶体振荡器主要参数指标 (20) 五．石英晶体基本生产工艺流程 (26)
一、振荡电路的定义，构成和工作原理 1. 振荡器：不需外加输入信号，便能自行产生输出信号的电路，通常也被成为。 2. 振荡器构成：谐振器（选频或滤波）+驱动（谐振）电路构成振荡器电路。 3. 谐振器的种类有：RC 谐振器，LC 并联谐振器，陶瓷谐振器，石英（晶体）谐振器，原子谐振器，MEMS （硅）振荡器。本文只讨论石英晶体谐振器。 石英谐振器的结构 石英谐振器，它由石英晶片、电极、支架和外壳等部分组成。它的性能与晶片的切割方式、尺寸、电极的设置装架形式，以及加工工艺等有关。其中，晶片的切割问题是设计时首先要考虑的关键问题。由于石英晶体不是在任何方向都具有单一的振动模式（即单频性）和零温度系数，因此只有沿某些方向切下来的晶片才能满足设计要求。 Mounting clips Top view of cover Resonator
普通晶振内部结构 石英晶体振荡器主要由基座、晶片、IC 及外围电路、陶瓷基板（DIP OSC ）、上盖组成。 普通晶体振荡器原理图 胶点 基座 晶片 Bonding 线 IC
4. 振荡电路的振荡条件： （1）振幅平衡条件是反馈电压幅值等于输入电压幅值。根据振幅平衡条件，可以确定振荡幅度的大小并研究振幅的稳定。 （2）相位平衡条件是反馈电压与输入电压同相，即正反馈。根据相位平衡条件可以确定振荡器的工作频率和频率的稳定。 （3）振荡幅度的稳定是由器件非线性保证的，所以振荡器是非线性电路。 （4）振荡频率的稳定是由相频特性斜率为负的网络来保证的。 （5）振荡器的组成必须包含有放大器和反馈网络，它们必须能够完成选频、稳频、稳幅的功能。（6）利用自偏置保证振荡器能自行起振，并使放大器由甲类工作状态转换成丙类工作状态。
压控晶振原理
压控晶振原理 压控晶体振荡器简介 压控晶体振荡器全称：电压控制晶体振荡器(Voltage Controlled Crystal Oscillator)，是一种与晶体谐振器串联插入变容二极管，根据外部加入的电压使二极管的容量发生变化，来达到输出频率可根据晶体谐振器的负载电容特性变化的晶体振荡器。 VCXO主要由石英谐振器、变容二极管和振荡电路组成，其工作原理是通过控制电压来改变变容二极管的电容，从而“牵引”石英谐振器的频率，以达到频率调制的目的。VCXO大多用于锁相技术、频率负反馈调制的目的。 石英晶体振荡器是由品质因素极高的石英晶体振子（即谐振器和振荡电路组成。晶体的品质、切割取向、晶体振子的结构及电路形式等，共同决定振荡器的性能。压控晶体振荡器具有以下特点： (1)低抖动或低相位噪声：由于电路结构、电源噪声以及地噪声等因素的影响，VCO的输出信号并不是一个理想的方波或正弦波，其输出信号存在一定的抖动，转换成频域后可以看出信号中心频率附近也会有较大的能量分布，即是所谓的相位噪声。VCO输出信号的抖动直接影响其他电路的设计，通常希望VCXO的抖动越小越好。 (2)宽调频范围：VCO的调节范围直接影响着整个系统的频率调节范围，通常随着工艺偏差、温度以及电源电压的变化，VCXO的锁定范围也会随着变化，因此要求VCXO有足够宽的调节范围来保证VCXO的输出频率能够满足设计的要求。 (3)稳定的增益：VCO的电压——频率非线性是产生噪声的主要原因之一，同时，这种非线性也会给电路设计带来不确定性，变化的VCXO增益会影响环路参数，从而影响环路的稳定性。因此希望VCXO的增益变化越小越好。 1.频率大小：频率越高一般价格越高。但频率越高，频差越大，从综合角度考虑，一般工程师会选用频率低但稳定的晶振，自己做倍频电路。总之频率的选择是根据需要选择，并不是频率越大就越好。要看具体需求。比如基站中一般用10MHz的恒温晶振（OCXO），因其有很
选择晶振时要考虑哪些参数
选择晶振时要考虑哪些参数？ 2011-7-19 14:26 提问者：rinkeigun|浏览次数：2555次 谢谢好心人。我想知道的是： 1. 晶振之身的参数（频率等） 2. 与周围的器件（51单片机）有什么关联，影响 3. 构成晶振的元件是什么（如C，Y） 4.哪里有最简单的电路图 我来帮他解答 2011-7-25 14:05 满意回答 1、 晶体谐振器的等效电路 图1是一个在谐振频率附近有与晶体谐振器具有相同阻抗特性的简化电路。 其中：C1为动态电容也称等效串联电容；L1为动态电感也称等效串联电感； R1为动态电阻也称等效串联电阻；C0为静态电容也称等效并联电容。 这个等效电路中有两个最有用的零相位频率，其中一个是谐振频率(Fr)，另一个是反谐振频率(Fa)。当晶体元件实际应用于振荡电路中时，它一般还会与一负载电容相联接，共同作用使晶体工作于Fr和Fa之间的某个频率，这个频率由振荡电路的相位和有效电抗确定，通过改变电路的电抗条件，就可以在有限的范围内调节晶体频率。 2、晶体的频率 晶体在应用的电路中，其电气特性表现较复杂，与其相关的频率指标也有多个，主要的是： a）标称频率（F0） 指晶体元件规范中所指定的频率，也即用户在电路设计和元件选购时所希望的理想工作频率。 b）谐振频率（Fr） 指在规定条件下，晶体元件电气阻抗为电阻性的两个频率中较低的一个频率。根据图1的等效电路，当不考虑C0的作用，Fr由C1和L1决定，近似等于所谓串联（支路）谐振频率（Fs）。 这一频率是晶体的自然谐振频率，它在高稳晶振的设计中，是作为使晶振稳定工作于标称频率、确定频率调整范围、设置频率微调装置等要求时的设计参数。c）负载谐振频率（FL） 指在规定条件下，晶体元件与一负载电容串联或并联，其组合阻抗呈现为电阻性时两个频率中的一个频率。在串联负载电容时，FL是两个频率中较低的那个频
晶振基础知识
1、晶体元件参数 1.1等效电路 作为一个电气元件，晶体是由一选定的晶片，连同在石英上形成电场能够导电的电极及防护壳罩和内部支架装置所组成。 晶体谐振器的等效电路图见图1。 等效电路由动态参数L 1、C 1、R 1和并电容C 0组成。这些参数之间都是有联系的，一个参数变化时可能会引起其他参数变化。而这些等效电路的参数值跟晶体的切型、振动模式、工作频率及制造商实施的具体设计方案关系极大。 下面的两个等式是工程上常用的近似式： 角频率ω=1/11C L 品质因数Q=ωL 1/R 1 其中 L1为等效动电感，单位mH C1为等效电容，也叫动态电容，单位fF R1为等效电阻，一般叫谐振电阻，单位Ω 图2、图3、图4给出了各种频率范围和各种切型实现参数L 1、C 1、R 1的范围。 图2常用切型晶体的电感范围 图3 常用切型的电容范围 对谐振电阻来说，供应商对同一型号的任何一批中可以有3：1的差别，批和批之间的差别可能会更大。对于一给定的频率，采用的晶体盒越小，则R 1和L 1的平均值可能越高。
1.2 晶体元件的频率， 晶体元件的频率通常与晶体盒 尺寸和振动模式有关。一般晶体尺 寸越小可获得的最低频率越高。晶 体盒的尺寸确定了所容纳的振子的 最大尺寸，在选择产品时应充分考 虑可实现的可能性，超出这个可能 范围，成本会急剧增加或成为不可 能,当频率接近晶体盒下限时,应与 供应商沟通。下表是不同晶体盒可 实现的频率范围。 图4 充有一个大气压力气体 （90%氮、10%氦） 的气密晶体元件的频率、切型和电阻范围 1.3 频差 规定工作温度范围及频率允许偏差。 电路设计人员可能只规定室温频差，但对于在整个工作温度范围内要求给定频差的应 用，除了给定室温下的频差还应给出整个工作温度范围内的频差。给定这个频差时，应充分 考虑设备引起温升的容限。 通常有两种方法规定整个工作温度范围的频差。 1）规定总频差 如从-10℃—+85℃，总频差为±50×10-6，通常这种方法一般用于具有较宽频差而不采
晶振的作用与原理以及负载电容
晶振的作用与原理 每个单片机系统里都有晶振，全程是叫晶体震荡器，在单片机系统里晶振的作用非常大，他结合单片机内部的电路，产生单片机所必须的时钟频率，单片机的一切指令的执行都是建立在这个基础上的，晶振的提供的时钟频率越高，那单片机的运行速度也就越快。 晶振用一种能把电能和机械能相互转化的晶体在共振的状态下工作，以提供稳定，精确的单频振荡。在通常工作条件下，普通的晶振频率绝对精度可达百万分之五十。高级的精度更高。有些晶振还可以由外加电压在一定范围内调整频率，称为压控振荡器（VCO）。 晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号。通常一个系统共用一个晶振，便于各部分保持同步。有些通讯系统的基频和射频使用不同的晶振，而通过电子调整频率的方法保持同步。 晶振通常与锁相环电路配合使用，以提供系统所需的时钟频率。如果不同子系统需要不同频率的时钟信号，可以用与同一个晶振相连的不同锁相环来提供。 下面我就具体的介绍一下晶振的作用以及原理，晶振一般采用如图1a的电容三端式(考毕兹) 交流等效振荡电路；实际的晶振交流等效电路如图1b，其中Cv是用来调节振荡频率，一般用变容二极管加
上不同的反偏电压来实现，这也是压控作用的机理；把晶体的等效电路代替晶体后如图1c。其中Co，C1，L1，RR是晶体的等效电路。 分析整个振荡槽路可知，利用Cv来改变频率是有限的：决定振荡频率的整个槽路电容C=Cbe,Cce,Cv三个电容串联后和Co并联再和C1串联。可以看出：C1越小，Co越大，Cv变化时对整个槽路电容的作用就越小。因而能“压控”的频率范围也越小。实际上，由于C1很小(1E-15量级)，Co不能忽略(1E-12量级，几PF)。所以，Cv变大时，降低槽路频率的作用越来越小，Cv变小时，升高槽路频率的作用却越来越大。这一方面引起压控特性的非线性，压控范围越大，非线性就越厉害；另一方面，分给振荡的反馈电压(Cbe上的电压)却越来越小，最后导致停振。通过晶振的原理图你应该大致了解了晶振的作用以及工作过程了吧。采用泛音次数越高的晶振，其等效电容C1就越小；因此频率的变化范围也就越小。 微控制器的时钟源可以分为两类：基于机械谐振器件的时钟源，如晶振、陶瓷谐振槽路；RC（电阻、电容）振荡器。一种是皮尔斯振荡器配置，适用于晶振和陶瓷谐振槽路。另一种为简单的分立RC振荡器。 用万用表测量晶体振荡器是否工作的方法：测量两个引脚电压是否是芯片工作电压的一半，比如工作电压是51单片机的+5V则是否
晶振作用详细介绍
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电路中的晶振有什么作用？ 电路中的晶振即石英晶体震荡器。 由于石英晶体震荡器具有非常好的频率稳定性和抗外界干扰的能力，所以，石英晶体震荡器是用来产生基准频率的。通过基准频率来控制电路中的频率的准确性。 石英晶体震荡器的应用范围是非常广的，它质量等级、频率精度也是差别很大的。通讯系统用的信号发生器的信号源（震荡源），绝大部分也用的是石英晶体震荡器。 晶振是石英振荡器的简称，英文名为Crystal，它是时钟电路中最重要的部件，它的主要作用是向显卡、网卡、主板等配件的各部分提供基准频率，它就像个标尺，工作频率不稳定会造成相关设备工作频率不稳定，自然容易出现问题。 晶振还有个作用是在电路产生震荡电流,发出时钟信号. 晶振是晶体振荡器的简称。它用一种能把电能和机械能相互转化的晶体在共振的状态下工作，以提供稳定，精确的单频振荡。在通常工作条件下，普通的晶振频率绝对精度可达百万分之五十。高级的精度更高。有些晶振还可以由外加电压在一定范围内调整频率，称为压控振荡器（VCO）。
振在数字电路的基本作用是提供一个时序控制的标准时刻。数字电路的工作是根据电路设计，在某个时刻专门完成特定的任务，如果没有一个时序控制的标准时刻，整个数字电路就会成为“聋子”，不知道什么时刻该做什么事情了。 晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号。通常一个系统共用一个晶振，便于各部分保持同步。有些通讯系统的基频和射频使用不同的晶振，而通过电子调整频率的方法保持同步。 晶振通常与锁相环电路配合使用，以提供系统所需的时钟频率。如果不同子系统需要不同频率的时钟信号，可以用与同一个晶振相连的不同锁相环来提供。 电路中，为了得到交流信号，可以用RC、LC谐振电路取得，但这些电路的振荡频率并不稳定。在要求得到高稳定频率的电路中，必须使用石英晶体振荡电路。石英晶体具有高品质因数，振荡电路采用了恒温、稳压等方式以后，振荡频率稳定度可以达到10^(-9)至10^(-11)。广泛应用在通讯、时钟、手表、计算机……需要高稳定信号的场合。 石英晶振不分正负极, 外壳是地线，其两条不分正负
晶振电路原理介绍
晶体振荡器，简称晶振。在电气上它可以等效成一个电容和一个电阻并联再串联一个电容的二端网络，电工学上这个网络有两个谐振点，以频率的高低分其中较低的频率是串联谐振，较高的频率是并联谐振。由于晶体自身的特性致使这两个频率的距离相当的接近，在这个极窄的频率范围内，晶振等效为一个电感，所以只要晶振的两端并联上合适的电容它就会组成并联谐振电路。这个并联谐振电路加到一个负反馈电路中就可以构成正弦波振荡电路，由于晶振等效为电感的频率范围很窄，所以即使其他元件的参数变化很大，这个振荡器的频率也不会有很大的变化。 晶振有一个重要的参数，那就是负载电容值，选择与负载电容值相等的并联电容，就可以得到晶振标称的谐振频率。 一般的晶振振荡电路都是在一个反相放大器（注意是放大器不是反相器）的两端接入晶振，再有两个电容分别接到晶振的两端，每个电容的另一端再接到地，这两个电容串联的容量值就应该等于负载电容，请注意一般IC的引脚都有等效输入电容，这个不能忽略。 一般的晶振的负载电容为15p或12.5p ，如果再考虑元件引脚的等效输入电容，则两个22p的电容构成晶振的振荡电路就是比较好的选择。 晶体振荡器也分为无源晶振和有源晶振两种类型。无源晶振与有源晶振（谐振）的英文名称不同，无源晶振为crystal（晶体），而有源晶振则叫做oscillator（振荡器）。无源晶振需要借助于时钟电路才能产生振荡信号，自身无法振荡起来，所以“无源晶振”这个说法并不准确；有源晶振是一个完整的谐振振荡器。 谐振振荡器包括石英（或其晶体材料）晶体谐振器，陶瓷谐振器，LC谐振器等。
晶振与谐振振荡器有其共同的交集有源晶体谐振振荡器。 石英晶片所以能做振荡电路（谐振）是基于它的压电效应，从物理学中知道，若在晶片的两个极板间加一电场，会使晶体产生机械变形；反之，若在极板间施加机械力，又会在相应的方向上产生电场，这种现象称为压电效应。如在极板间所加的是交变电压，就会产生机械变形振动，同时机械变形振动又会产生交变电场。一般来说，这种机械振动的振幅是比较小的，其振动频率则是很稳定的。但当外加交变电压的频率与晶片的固有频率（决定于晶片的尺寸）相等时，机械振动的幅度将急剧增加，这种现象称为压电谐振，因此石英晶体又称为石英晶体谐振器。其特点是频率稳定度很高。 石英晶体振荡器与石英晶体谐振器都是提供稳定电路频率的一种电子器件。石英晶体振荡器是利用石英晶体的压电效应来起振，而石英晶体谐振器是利用石英晶体和内置IC来共同作用来工作的。振荡器直接应用于电路中，谐振器工作时一般需要提供3.3V电压来维持工作。振荡器比谐振器多了一个重要技术参数为：谐振电阻（RR），谐振器没有电阻要求。RR 的大小直接影响电路的性能，也是各商家竞争的一个重要参数。 概述 微控制器的时钟源可以分为两类：基于机械谐振器件的时钟源，如晶振、陶瓷谐振槽路；基于相移电路的时钟源，如：RC (电阻、电容)振荡器。硅振荡器通常是完全集成的RC振荡器，为了提高稳定性，包含有时钟源、匹配电阻和电容、温度补偿等。图1给出了两种时钟源。图1给出了两个分立的振荡器电路，其中图1a为皮尔斯振荡器配置，用于机械式谐振器件，如晶振和陶瓷谐振槽路。图1b为简单的RC反馈振荡器。 机械式谐振器与RC振荡器的主要区别 基于晶振与陶瓷谐振槽路(机械式)的振荡器通常能提供非常高的初始精度和较低的温 度系数。相对而言，RC振荡器能够快速启动，成本也比较低，但通常在整个温度和工作电源电压范围内精度较差，会在标称输出频率的5%至50%范围内变化。图1所示的电路能产生可靠的时钟信号，但其性能受环境条件和电路元件选择以及振荡器电路布局的影响。需认真对待振荡器电路的元件选择和线路板布局。在使用时，陶瓷谐振槽路和相应的负载电容必须根据特定的逻辑系列进行优化。具有高Q值的晶振对放大器的选择并不敏感，但在过驱动时很容易产生频率漂移(甚至可能损坏)。影响振荡器工作的环境因素有：电磁干扰(EMI)、机械震动与冲击、湿度和温度。这些因素会增大输出频率的变化，增加不稳定性，并且在有些情况下，还会造成振荡器停振。 振荡器模块 上述大部分问题都可以通过使用振荡器模块避免。这些模块自带振荡器、提供低阻方波
晶振作用分类
1、晶振的作用 晶振是晶体振荡器的简称，分为有源晶振和无源晶振两种，有源晶振无需外接匹配电容，只要加电即可输出一定频率的周期波形，所以有源晶振一般是四个引脚；无源晶振严格来说不能叫晶振，只能算是晶体，因为它需要外接匹配电容才可起振，由于其起振不需要电源供电，因此称为无源晶振。晶振的作用就是为电路系统提供时钟或者时序。 2、晶振的分类 根据晶振的功能和实现技术的不同，可以将晶振分为以下四类： (1) 恒温晶体振荡器(以下简称OCXO)：这类晶振对温度稳定性的解决方案采用了恒温槽技术，将晶体置于恒温槽内，通过设置恒温工作点，使槽体保持恒温状态，在一定范围内不受外界温度影响，达到稳定输出频率的效果。这类晶振主要用于各种类型的通信设备，包括交换机、SDH传输设备、移动通信直放机、G PS接收机、电台、数字电视及军工设备等领域。根据用户需要，该类型晶振可以带压控引脚。OCXO的工作原理如下图所示： 图1恒温晶体振荡器原理框图 OCXO的主要优点是，由于采用了恒温槽技术，频率温度特性在所有类型晶振中是最好的，由于电路设计精密，其短稳和相位噪声都较好。主要缺点是功耗大、体积大，需要5分钟左右的加热时间才能正常工作等。 (2) 温度补偿晶体振荡器(以下简称TCXO)：其对温度稳定性的解决方案采用了一些温度补偿手段，主要原理是通过感应环境温度，将温度信息做适当变换后控制晶振的输出频率，达到稳定输出频率的效果。传统的TCXO是采用模拟器件进行补偿，随着补偿技术的发展，很多数字化补偿TCXO开始出现，这种数字化补偿的TCXO又叫DTCXO，用单片机进行补偿时我们称之为MCXO，由于采用了数字化技术，这一类型的晶振在温度特性上达到了很高的精度，并且能够适应更宽的工作温度范围，主要应用于军工领域和使用环境恶劣的场合。 (3) 普通晶体振荡器(SPXO)：这是一种简单的晶体振荡器，通常称为钟振，其工作原理为图1中去除“压控”、“温度补偿”和“AGC”部分，完全是由晶体的自由振荡完成。这类晶振主要应用于稳定度要求不高的场合。
晶振的工作原理
晶振的工作原理 一、什么是晶振? 晶振是石英振荡器的简称，英文名为Crystal，它是时钟电路中最重要的部件，它的主要作用是向显卡、网卡、主板等配件的各部分提供基准频率，它就像个标尺，工作频率不稳定会造成相关设备工作频率不稳定，自然容易出现问题。 晶振还有个作用是在电路产生震荡电流,发出时钟信号. 晶振是晶体振荡器的简称。它用一种能把电能和机械能相互转化的晶体在共振的状态下工作，以提供稳定，精确的单频振荡。在通常工作条件下，普通的晶振频率绝对精度可达百万分之五十。高级的精度更高。有些晶振还可以由外加电压在一定范围内调整频率，称为压控振荡器（VCO）。 晶振在数字电路的基本作用是提供一个时序控制的标准时刻。数字电路的工作是根据电路设计，在某个时刻专门完成特定的任务，如果没有一个时序控制的标准时刻，整个数字电路就会成为“聋子”，不知道什么时刻该做什么事情了。 晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号。通常一个系统共用一个晶振，便于各部分保持同步。有些通讯系统的基频和射频使用不同的晶振，而通过电子调整频率的方法保持同步。 晶振通常与锁相环电路配合使用，以提供系统所需的时钟频率。如果不同子系统需要不同频率的时钟信号，可以用与同一个晶振相连的不同锁相环来提供。
电路中，为了得到交流信号，可以用RC、LC谐振电路取得，但这些电路的振荡频率并不稳定。在要求得到高稳定频率的电路中，必须使用石英晶体振荡电路。石英晶体具有高品质因数，振荡电路采用了恒温、稳压等方式以后，振荡频率稳定度可以达到10^(-9)至10 ^(-11)。广泛应用在通讯、时钟、手表、计算机……需要高稳定信号的场合。 石英晶振不分正负极, 外壳是地线，其两条不分正负 二、晶振的使用 晶振，在电气上它可以等效成一个电容和一个电阻并联再串联一个电容的二端网络，电工学上这个网络有两个谐振点，以频率的高低分其中较低的频率是串联谐振，较高的频率是并联谐振。由于晶体自身的特性致使这两个频率的距离相当的接近，在这个极窄的频率范围内，晶振等效为一个电感，所以只要晶振的两端并联上合适的电容它就会组成并联谐振电路。这个并联谐振电路加到一个负反馈电路中就可以构成正弦波振荡电路，由于晶振等效为电感的频率范围很窄，所以即使其他元件的参数变化很大，这个振荡器的频率也不会有很大的变化。 晶振有一个重要的参数，那就是负载电容值，选择与负载电容值相等的并联电容，就可以得到晶振标称的谐振频率。 一般的晶振振荡电路都是在一个反相放大器（注意是放大器不是反相器）的两端接入晶振，再有两个电容分别接到晶振的两端，每个电容的另一端再接到地，这两个电容串联的容
晶振基础知识
晶振基础知识
晶振基础知识（第一版） 摘要：本文简单介绍了晶体谐振器和晶体振荡器的结构，工作原理，振荡器电路的分类，晶体振荡器的分类，晶振类器件的主要参数指标和石英晶体基本生产工艺流程。 一、振荡电路的定义，构成和工作原理 (3) 二. 晶体振荡器分类： (23) 三、石英晶体谐振器主要参数指标 (27) 四、石英晶体振荡器主要参数指标 (30) 五．石英晶体基本生产工艺流程 (43)
一、振荡电路的定义，构成和工作原理 1. 振荡器：不需外加输入信号，便能自行产生输出信号的电路，通常也被成为。 2. 振荡器构成：谐振器（选频或滤波）+驱动（谐振）电路构成振荡器电路。 3. 谐振器的种类有：RC谐振器，LC并联谐振器，陶瓷谐振器，石英（晶体）谐振器，原子谐振器，MEMS（硅）振荡器。本文只讨论石英晶体谐振器。石英谐振器的结构 石英谐振器，它由石英晶片、电极、支架和外壳等部分组成。它的性能与晶片的切割方式、尺寸、电极的设置装架形式，以及加工工艺等有关。其中，晶片的切割问题是设计时首先要考虑的关键问题。由于石英晶体不是在任何方向都具有单一的振动模式（即单频性）和零温度系数，因此只有沿某些方向切下来的晶片才能满足设计要求。
普通晶振内部结构 Base Mounting clips Bonding area Electrodes Quartz blank Cover Seal Pins Top view of cover Metallic electrodes Resonator plate substrate (the “blank”)
一些常用的微波部件及其主要技术指标
一些常用的微波部件及其主要技术指标 作者：未知转贴自：未知点击数：250 更新时间：2005-11-22 在各种各样的微波电路中，放大器是相对最具有代表性的。因此，我们作为重点对其进行介绍，而对于其它的电路，则只介绍其特殊的性能指标，同样的内容不再重复。 7.1 放大器 图41 放大器框图 ①频率范围：f1～f2 ②增益(G)： G=Pout/Pin （3） ③噪声系数(NF)： （4） 式中Nx是出现在放大器的输出端，由放大器内部产生的噪声。 NF=10logF （5） 即NF=10log（） 所以，噪声系数NF就代表了放大器自身噪声贡献的大小。 ④输入、输出反射损耗及电压驻波比（VSWR） 反射损耗（LR）是在输入信号保持不变的情况下，从短路器反射的电压与从被测负载反射的电压值比，并用dB表示。
LR=20log （6） 式中，ρ为被测负载的反射系数。 （7） （8） ⑤ 1dB压缩点输出功率(P-1)： 随着输入功率的增加，当放大器的增益被压缩了1dB时的输出功率，即为1dB压缩点输出功率。P-1是表示一个放大器的非线性特性和输出能力的一项重要指标。 图42 放大器输入/输出功率关系曲线 ⑥互调分量和交*点 如图43所示，当频率为f1和f2的两个等幅信号同时加在放大器的输入端时，由于放大器非线性的影响，在输出端将出现互调失真的成份。其中f2±f1为二阶互调分量，而2f1±f2为三阶互调分量。 另外，除非是对于宽带的电路，一般我们不考虑二阶互调失真的影响。下面以三阶互调失真为例进行分析。
图43 放大器互调失真示意图 图44是基波分量和三阶互调分量与输入功率之间的关系曲线。将它们线性延长的交点，即为三阶交*点（IP3）。若IP3已知，那么我们就可以准确地预知三阶互调失真的大小。 图44 基波分量、三阶互调分量和三阶交*点 （9） 或（10） 7.2 混频器 ①杂波抑制：输出的有用信号的功率与杂波之间的差值。
有源晶振32.768K规格书
DxSX RTC (32.768KHz OSC) Series F0 T OPR T STG V DD I DD Sym T r T f V OH V OL Parameter Condition Frequency Range All Condition ±±±25ppm,50ppm,100ppm 40/60%(45/55%Option) 90%V Min DD 10%V Max DD -20~+70(-40~+85option) ℃℃ ℃℃-55~+125℃℃2.5V 10%±10%V ~90%V DD DD 90%V ~10%V DD DD 10mS Max Ts Frequency Stability* Operating Temperature Range Storage Temperature Range Power supply V oltage Supply Current Output Symmetry Rise time Fall Time Output V oltage HCMOS Load CL Output Load Start Time 15pF Max Pin 1,tri-state function Pin 1=H or open....Output active at pin 3Pin 1=L.....high impedance at pin 3 At 1/2V DD 10nS Max 10nS Max 3.3V 10% ± 1.8V 10%±Aging(First Year)±2ppm Max 32.768KHz 1mA Max 1000pcs/reel(HXO-D3x/5x)Packing Unit 32.768KHz 3000pcs/reel(HXO-DSx/Nx) 3.3V,2.5V 1.8V option and D2SX/D3SX/D5SX/D7SX 21 Low current consumption RF power saving application on portable devices
调频发射机主要技术指标的测试方法
调频发射机三大技术指标的测试临朐县广播电视局（谭景林刘健刚尹洪军孔繁菊） 我国的广播电台从中央到地方大多是采用调频广播，调频广播具有抗干扰能力强、音域宽广、可进行立体声广播或双节目广播等特点，受到群众的普遍欢迎。在调频广播传输系统中，发射机播出指标是衡量广播节目质量好坏的重要标志，因此，熟练掌握调频发射机三大技术指标的测试，让调频广播发射机长期工作在最佳状态，提高播出质量的重要保证。也是广电技术人员必须掌握的技术。 调频广播发射机的运行指标主要包括：谐波失真、信号噪声比（信噪比）和频率响应这三项主要技术指标，即国家规定调频广播标准：谐波失真应≤1.0%；信噪比应≥58dB；频率响应应≤±0.5dB。本文将介绍这些技术指标的调整测试方法和注意事项，以供广大同行借鉴. 一、所需仪器 音频信号发生器、频偏仪、失真度测量仪、示波器等。 二、基本要求和注意事项 1.要求测试环境温度在：10℃±40℃，相对湿度：45%~90%；交流供电电压380V（或220V）±5%；交流电源频率：50±1Hz。 2.要先将发射机调整在正常工作状态。例如保持发射机输出功率正常，各级正常调谐，工作稳定无自激，无各种外来干扰情况下进行测试。整个测试工作必须连续完成，如测试某一项技术指标时，出现发射机不稳定或测试结果不符合要求而需对发射机进行适当调整时，调整后全部项目须重新测试。 3.测试前要先对所用仪器进行检查、校准，预热合格后方能使用。 4.测试仪器要有良好的接地，应将频偏仪、失真度仪、音频信号发生器等接地线全部与发射机地线连接，如果仪器接地不好，则仪器的位置对所测试的指标影响很大。 5.由频偏仪到失真度仪的音频线要短，且必须用屏蔽电缆。 6.测试工作应在调频发射机和测试仪器通电工作稳定半小时后进行。 7.调整测试时要认真细心观察各项指标，勿使表头打坏，特别值得注意的是频偏仪输入高频信号幅度要适当，若信号过大极易将其烧坏。 三、测试 在测试时应注意调频广播中单声道广播的最大频偏为75kHz,音频信号为40
HKC-香港晶体公司晶振产品简介
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频率器件 生产业务
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KIE / Tronix 成立于 1983年
? ? ? ? 晶振测量技术世界领先企业 Pi 网络测试 论文发表于国际频率工业技术会议 设备用户包括几乎所有中国工厂,和世界领导业者.
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频率产品业务 2008
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Private Label 15%
Million USD
Industrial 20%
Automotive 40%
35 30 25 20 15 10 5 0 04 05 06 07 08
AVOA 25%
市场
N America, 27 %
China, 25%
Metal Can SMD TF
5% 5% 10% 20% 60%
Asia, 10%
Europe, 38%
4 地区 种类
一、液晶显示器的主要技术指标
一、液晶显示器的主要技术指标 1、尺寸和显示屏 一般LCD显示器(即LCD屏)的对角线尺寸有以下几种：14"、15"、15.1"、17"、17 .1"。 本机为15"(304.1×228 .1mm)。 现在的LCD显示屏均采用薄膜晶体管有源矩阵显示屏(TFT Active Matrix Panel)、所有 R、G、B 像素中的每一个颜色的像素均由1 个TFT(薄膜晶体管)来控制，数百万个TFT构成一个有源矩阵，成为LCD屏。 2、点距 水平点矩指每个完整像素(含R、G、B)的水平尺寸，垂直点距指每个完整像素的垂直 尺寸。例如本机采用1024×768个像素的LCD屏，尺寸为15"(304.1mm×228.1mm)，则水平点距=304.1mm÷1024=0.297mm，垂直点距=228.1÷768=0.297mm。 3、分辨率、刷新率(场频)、行频、信号模式 LCD屏的分辨率是指液晶屏制造所固有的像素的列数和行数，如1024×768(多为15"，能 满足XGA信号模式要求)，800×600(多为14"，能满足SVGA信号模式要求。)分辨率越高，清晰度越好。刷新率即显示器的场频。刷新率越高，显示图像的闪动就越小。 LCD显示器的最高场频和最高行频，主要由液晶屏的技术参数所决定。本机的LCD屏 允许的最高行频为80KHz，最高场频为75Hz。 在LCD显示的分辨率、行频和刷新率确定后，其接收的最高信号模式就明确了，现 LCD显示器一般有以下2种产品，本产品属第一种。 15" XGA 1024×768 75Hz 60KHz (行频60KHz、场频75Hz) 17" SXGA 1280×1024 75Hz 80KHz (行频80KHz、场频75Hz) 4、对比度 对比度是表现图象灰度层次的色彩表现力的重要指标，一般在200∶1~400∶1之间，越 大越好。 5、亮度 亮度是表现LCD显示器屏幕发光程度的重要指标，亮度越高，对周围环境的适应能力 就越强。一般在150~350cd/m2之间，越大越好。 6、显示色彩 LCD显示器的色彩显示数目越高，对色彩的分辨力和表现力就越强，这是由LCD显示 器内部的彩色数字信号的位数(bit)所决定的。本显示器内采用的是R(8bit)、G(8bit)、 B(8bit)的数字信号，则显示色彩数目为28×28×28=224=16.7M。 7、响应时间 由于液晶材料具有粘滞性，对显示有延迟，响应时间就反映了液晶显示器各像素点的 发光对输入信号的反应速度。它由两个部份构成，一个是像素点由亮转暗时对信号的延迟时间tr(又称为上升时间)，二个是像素点由暗转亮时对信号的延迟时间tf(又称为下降时间)，而响应时间为两者之和，一般要求小于50ms。 8、可视角度 可视角度是指站在距LCD屏表面垂线的一定角度内仍可清晰看见图象的最大角度，越 大越好。 9、整机功耗 一般要求工作时≤30W，省电时≤3W。 10、其它：安规认证CCC、UL、 二、电路工作原理提要
电路板生产工艺流程
上海赛东科技有限公司 铝箔生产流程工艺 一、领料 1、生产线規定人员在按生产计划提前一个星期拿料单到仓库领取该 机种的全部料件。 2、领取材料后,如果有材料短缺情况应及时发出欠料报告单,使之相 关部门能够在一个星期内把所欠缺的材料采够进来。 3、领料员在领料时必须当面点清,尤其是重要物品,领完材料后把所 有材料放进生产部的储藏室里。 二、插机 1、发放材料时,首先检查一下插机位上的其它零件是否全部清理干净, 如没清理干净领料员可以不发料给插机人员, 到清理干净为止才 分料给插机线。 2、插机线班长拿由生技发的工艺要求,按现有作业人员工人数以及 PCB板上零件数平均分排给各作业人员,并且班长排的工艺要求应 该按从左至右,从小到大,从低到高的方式,使之作业员工在作业时 能够有条不混的工作。 3、作业员工在插机所插零件应紧贴PCB板,除高功率电阻(1W以上)设 计要求,工程工艺图等规定之外,例如:卧式电阻、电感、二极管、 跳线等。 4、作业员工在插CC、MC需要卧倒时应该把印有零件容量大小字体那 一面放在表面,以便检查.在插IC(集成块),排阻时应插到IC和排 阻脚的规定位臵.还要注意电解电容、桥堆、二极管、三极管的正
负极性、IC及排插的方向性。 5、插完后,作业员工应自我检查一遍,看是否有插错,漏插等现象检查 完后把插满零件的PCB板放到已调整好位臵木架上。 6、加工主控IC时，首先作业员应带好静电带，所用的烙铁功率为30W， 并且要加地线落地好。准备一瓶比重为0.83的助焊剂和一支毛笔。 7 、作业要求，注意IC的方向，首先把IC脚与PCB板焊盘对应准，焊 好四个角，再用毛笔沾少许助焊剂在IC脚以及对应的焊盘上，在 IC的四个角上再少许焊锡，用左手斜拿PCB板，右手用烙铁从上往 下拖，焊完后检查一下有无连焊、虚焊。 8 、原件脚高度一致（大于等于2mm,小于0.8mm）,并且在零件面上的 线材橡胶与PCB板之间的间隙应小于1mm。 9 、线加套管直径=3mm T=80mm 连结线加套管直径=6mm T=60mm 10、磁棒线圈要用扎线扎紧,磁棒也要用扎线紧固在主板上。 三、锡焊 1、波焊作业员首先把助焊剂的比重调整为0.83,焊锡炉的温度调整为 250度,打开抽烟机。 2、在搬运装满了PCB板零件的木架时，如不小心零件掉了请波焊作业 员不要随便插上。请插机线QC来补上，以免零件插错。 3、作业员用左手拿好插满零件机板，用右手拿夹子夹住机板的中央， 使机板保持水平放入泡沫状的助焊剂中，使PCB板的铜箔面完全接 触，但是助焊剂不能搞到机板的零件面上来。 4、作业员夹着已浸好助焊剂机板水平浸入锡炉里，使PCB板铜箔面与
晶振的作用与原理
晶振的作用与原理 一，晶振的作用 (1)晶振是石英振荡器的简称，英文名为Crystal，它是时钟电路中最重要的部件，它的主要作用是向显卡、网卡、主板等配件的各部分提供基准频率，它就像个标尺，工作频率不稳定会造成相关设备工作频率不稳定，自然容易出现问题。 (2)晶振还有个作用是在电路产生震荡电流,发出时钟信号.晶振是晶体振荡器的简称。它用一种能把电能和机械能相互转化的晶体在共振的状态下工作，以提供稳定，精确的单频振荡。在通常工作条件下，普通的晶振频率绝对精度可达百万分之五十。高级的精度更高。有些晶振还可以由外加电压在一定范围内调整频率，称为压控振荡器（VCO）。 (3)晶振在数字电路的基本作用是提供一个时序控制的标准时刻。数字电路的工作是根据电路设计，在某个时刻专门完成特定的任务，如果没有一个时序控制的标准时刻，整个数字电路就会成为“聋子”，不知道什么时刻该做什么事情了。 (4)晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号。通常一个系统共用一个晶振，便于各部分保持同步。有些通讯系统的基频和射频使用不同的晶振，而通过电子调整频率的方法保持同步。晶振通常与锁相环电路配合使用，以提供系统所需的时钟频率。
如果不同子系统需要不同频率的时钟信号，可以用与同一个晶振相连的不同锁相环来提供。 (5)电路中，为了得到交流信号，可以用RC、LC谐振电路取得，但这些电路的振荡频率并不稳定。在要求得到高稳定频率的电路中，必须使用石英晶体振荡电路。石英晶体具有高品质因数，振荡电路采用了恒温、稳压等方式以后，振荡频率稳定度可以达到10^(-9)至10^(-11)。广泛应用在通讯、时钟、手表、计算机……需要高稳定信号的场合。石英晶振不分正负极, 外壳是地线，其两条不分正负 二，晶振的原理； 石英晶体振荡器是利用石英晶体（二氧化硅的结晶体）的压电效应制成的一种谐振器件，它的基本结构大致是从一块石英晶体上按一定方位角切下薄片（简称为晶片，它可以是正方形、矩形或圆形等），在它的两个对应面上涂敷银层作为电极，在每个电极上各焊一根引线接到管脚上，再加上封装外壳就构成了石英晶体谐振器，简称为石英晶体或晶体、晶振。其产品一般用金属外壳封装，也有用玻璃壳、陶瓷或塑料封装的。
晶振布局指南(Best Practices for the PCB layout of crystal)
A V R18R186 6:晶振布局指南Best Practices for the PCB layout of Oscillators 1.简介 我们通常所使用的振荡器是皮尔斯振荡器（Pierce 个带宽很窄的选频滤波器组成．放大器集成在芯片内部，滤波器则是由晶振或陶瓷谐振腔(ceramic resonator)构成，如图1： 图1M i c r oc oco 翻译:地球仪 diqiuyi2010@https://www.wendangku.net/doc/fe18325238.html, https://www.wendangku.net/doc/fe18325238.html, 该系统的输入阻抗在谐振频率上很低使它更容易受到周围电路的干扰．此外,1V以下,这进一步降低了其抗干扰的能力．
8128A–AVR–03/08 2.描述 为了增强振荡器抗干扰的能力，PCB 布局十分重要．如图2： 图2.PCB 布局实例. 晶振/Cout 接地点 2 A VR VR1818186 6
AV 1866 AVR R18 3.设计指南 为降低由振荡器引发问题的风险，我们建议您遵循如下设计指南： ?晶振或谐振腔对于寄生电容和其它信号带来的干扰十分敏感．因此布局时要远离高速信号 线，以降低Xin与Xout管脚和其它信号线之间的容性耦合. ?晶振的线路与数字信号线越远越好,尤其是时钟信号线或频繁改变状态的信号线.信号之间 的串扰会影响振荡器的波形． ?负载电容的接地点需要足够的短，以避免来自USB,RS232,LIN,PWM与电源线的返回电流. ?负载电容的漏电流要小，热稳定性要好(如NPO或COG型号). ?两个负载电容需要挨的很近。 ?负载电容中的Cin优先靠近GND和Xin管脚． ?寄生电容会降低增益裕度.因此要尽可能的降低寄生电容,下面给出寄生电容的典型值: –Xin对地:1pF –Xout对地:2pF –Xin对Xlout:0.5pF 这些数值与元件的封装也有少许关联． ?为降低Xin与Xout两管脚之间的寄生电容，就要使其引出的两条线离得越远越好. ?在晶振下方需要铺地，并与振荡器的地相连. ?将晶振和陶瓷谐振腔所需要的外部电容与晶振外壳一同接地(该条附原文:Connect the external capacitors needed for the crystal and the ceramic resonator operation as well as the crystal housing to the ground plane). ?如果是单层板,建议在振荡器电路各元件周围设置一保护环（guard ring），并将其连接 到相应的接地引脚． 3
ZKJ晶振3225封装8MHz-10PF-20PPM规格书
深圳市中科晶电子有限公司 一、适用范围 本规格书用于规定(A)MHz石英晶体谐振器。 A：8.000000MHZ 二、构造 2.1封装： 3.2*2.5 2.2封装形式： □1.冷压焊■2.电阻焊□ 3.锡焊2.3封装介质： □1.氮气■2.真空 三、尺寸、材料 单位：mm
四、晶体技术参数指标 1.频率:8.000000MHz 2.型号:3225 3.振荡模式:Fundamental(AT) 4.频率频差:±20ppm at25℃±3℃ 5.温度频差:±30ppm温度频差测试的基准温度是:25±2℃ 6.工作温度范围:-20℃~+70℃ 7.储存温度范围:-30℃~+85℃ 8.负载(CL):10.0pF 9.激励功率:100uW/Max 10.静电容: 2.0pF MAX 11.等效电阻:80ΩMax. 12.绝缘阻抗:500MΩmin/DC100V 13.年老化率:±3ppm/年 14.包装方式:卷包3000PCS/Reel 15.备注
五、可靠性试验
六、包装方式 6.1带子尺寸（ unit:mm ） Marking Marking A B C D E F G H J K t 2.7 3.4 8.0 3.5 1.75 4.0 2.0 4.0 1.55 1.4 0.25 6.2卷盘尺寸（unit:mm ） 七、注意 本产品不能折弯使用，在电路板安装时使用过大的机械压力可能造成产品损坏，同时本规格书只规定了部件本身的品质，应用于您的产品时请确认图纸该产品是否适用。 M N P Q R S U 178.0 60.2 11.5 8.0 2.5 11.0 13.0