1、中华人民共朝国国家计量栓定规程JJG 180-2002 电子测量仪器内石英晶体振荡器Crystal Osciliato:r inside the Elec仕icalMeasurement 1m仕mne时2002 - 11 -04发布2003 - 05 -04实施国家质量监督检验检捷总局发布JJG 180-2002 电子测量仪器内石英晶体振荡器检定规程Verification Regulation of Crystal Oscillator inside the Electrical Measurement Instrument f JJG 180-2002 ;代替JJG180-1978 本规程
2、经国家质量监督检验检疫总局于2002年11月04日批准，并自2003年05月04日起施行。归口单位:全国时间频率计量技术委员会主要起草单位:中国计量科学研究院参加起草单位:江苏省计量测试技术研究所四川星华时频技术有限责任公司本规程委托全国时间频率计量;技术委员会负责解释JJG 180-2002 本规程主要起草人:张爱敏(中国计量科学研究院)参加起草人:李黎明(中国计量科学研究院)仇丰(江苏省计量测试技术研究所)杨林(四川星华时频技术有限责任公司)JJG 180-2002 目录Ill11A-AIl-127789 式式格格页页内内书书证证足足检检的的振振曰阳曰阳内内器器仪仪量一且呈现测子子电电E的
3、的内出出1l 度淀叩喃喃定口附M频频求.动急性度求制.和要性波率降现确要控件目剁期而振能特率化见复准术具条项结周曰日晶性机频老圳率率技器定定定定有无固述量开日日l频频用量检检检检AB范概计通计l23456芷l234录录123111111451113附附JJG 180-2002 电子测量仪器内石英晶体振荡器检定规程1范围本规程适用于电子测量仪器内石英晶体振荡器的首次检定、后续检定和使用中的检验。2概述石英晶体振荡器(以下简称晶振)是利用石英晶体的压电效应制成。晶振按类型分为普通晶振、温补晶振和恒温晶振。普通晶振由石英谐振器、振荡电路、自9J增益控制电路、放大电路以及电源电路组成;温补品振还具有温
4、度补偿电路;恒温晶振具有单层或双层恒温箱及温控电路。不同类型的晶振，其技术指标有很大差别。晶振广泛用于电子测量仪器(如频率合成器、时间间隔发生器、电子计数器、时间间隔测量仪等)中作为内部的时间频率标准，内部晶振的技术指标，特别是频率准确度直接影响这些电子测量仪器的计量性能。3 计量性能要求3.1 开机特性:10-6 - 10-11 3.2 日频率波动:10-6 -10-门3.3 日老化率:10-6 - 10-11 3.4 1秒频率稳定度:10-8 _ 10-12 3.5 频率复现性:10-6 -10-门3.6 频率准确度:10-5_10-10 4 适用技术要求装有被检晶振的电子测量仪器的前面板
5、或后面板上应具有下列标志:制造厂、仪器型号、仪器出厂序号和标志。仪器送检时要带有使用说明书和前次检定的检定证书。5 计量器具控制计茧器具控制包括自-次检定、后续检定和l使用中检验。!-_. 1 ,. J :j. J ti);_):斗可li5 . 1. 1 H iiHJ; f 参考频标输出频率为lMHz、5MHz、lOMHzo频率稳定度应优于被检晶振频率稳定度的3倍，其它技术指标女nIJ老化率、开机特性、频率准确度等应优于被检晶振一个数量级。5. 1. 2 配套设备JJG 180-2002 5. 1. 2.1 (通用)电子计数器测量范围10Hz-100MHz，有外接频标功能。5. 1. 2.2
6、频差倍增器引人的频率稳定度应优于被检晶振的频率稳定度的3倍。5. 1. 3 环境条件5. 1. 3.1 环境温度:在(15 - 30) c范围内任选一点，检定过程中环境温度的变化不超过土2C，且不应有温度突变。5.1.3.2 环境相对湿度:不大于80%。5. 1. 3.3 周围无影响仪器正常工作的电磁干扰和机械震动。5. 1. 4 其他要求5. 1. 4.1 交流电源电压:220 (1 :t 10 %) v。5. 1. 4.2 负载:被检晶振输出端除连接测量装置外，不应另接其它负载。5.2 检定项目和检定方法5.2.1 检定项目5.2. 1. 1 有晶振频率输出的电子测量仪器内晶振检定项目见表
7、1。表1项目名称首次检定后续检定使用中检验外观及工作正常性检查开机特性+ + + + 哩哇塑二一J一一二一|一一+ 1 H龙化率i + - I + + 一一一一一一一一一一一一一一一一-l秒频率稳定度I + I 十l 二一些74川| + i + 工一一频率准确度| + ! 十I + I 注+ 应检项目!I可不检项目c5.2. 1. 2 元晶振频率输出的电子测量仪器内晶振检定项目见表202 JJG 180-2002 表2项目名称首次检定后续检定使用中检验外观及工作正常性检查+ + + 开机特性十+ 十频率复现性+ + + 频率准确度+ + + 5.2.3 相对平均频率偏差的确定计量性能要求内的各
8、项技术指标在测量时所要获得的原始数据都是一段时间内平均频率对其标称值的相对频率偏差，即:J, - 10 yC) =一万一式中:y( r)-一相对平均频率偏差;Ix-被测晶振在内的平均频率值;二被测晶振的频率标称值;r-一-平均时间或取样时间。测量15频率稳定度时选=15，测其它技术指标时选1050 检定时，按照被检晶振不同的技术指标选用相应的测量方法。5.2.3.1 有晶振频率输出的电子测量仪器内晶振相对平均频率偏差的确定1)电子计数器直接测量法a)按图l连接仪器，被检晶振的输出信号加到电子计数器的测频输入端，电子计数器外标输入端接人参考频标。、1J唱ti，E、l主j1 b)电子计数器直接测量
9、被检晶振频率的平均值儿。按C1 )式计算y(r)。2)频差倍增法a)按图2连接仪器，被检晶振输出频率和参考频率加到频差倍增器相应的输入端电子计数器外标输入端接人参考频标。3 JJG 180-2002 倾注倍增然图2b)电子计数器测量频差倍增器的输出频率，按(2)式计算)()。人-111 0 ) ( T) = J m M;-式中:fm-一计数器直接测得的平均频率值;10计数器所测频率的标称值;M一-、差倍增器选用的等效倍增次数;儿一一被检晶振频率的标称值。5.2.3.2 元晶振频率输出的电子测量仪器内晶振相对平均频率偏差的确定1 )被检仪器为电子计数器(2) a)根据被检电子计数器测频范围内最高
10、测量分辨力选择标准频率值和电子计数器的闸门时间，按图3或图4连接仪器。被检电子计数llli图3被枪电子计数捺图4b)被检电子计数器直接测量参考频标或频率合成器产生的标准信号频率，按下式计算被检晶振的相对平均频率偏差。r- fl y() =丁式中:兀l一一电子计数器测得的频率平均值;i -?三号:.i.Vf !k t ，fJ支持:hitri.H的卡拉ift: J.ti .一;:1陆、2)被检仪器为频率合成器a)按图5连接仪器。(3) b)根据电子计数器最高测量分辨力选取闸门时间及频率合成器的输出频率吨电子计数器直接测量被检频率合成器的输出信号频率，用(4)式计算被检品振的相对平均频率偏差。4 被
11、检频率合J直指JJG 180-2002 I 5 J -)1 y() =二页7式中:兀2一计数器测得的频率平均值;101-一合成器输出的频率标称值。3)被检仪器为时间间隔测量仪a)按图6连接仪器。图6(4) b)根据被检时间间隔测量仪的最高测量分辨力选取时基和时间间隔发生器的输出时间间隔。按(5)式计算被检晶振的相对平均频率偏差。T.一Tn，y( r) = -=-:.:瓦UI 式中:T01-一一标准时间间隔的标称值;Txl一一被检时间间隔测量仪的测得值。4)被检仪器为时间间隔发生器a)按图7连接仪器。图7(5) h)根据时间间隔计数器的最高测量分辨力选取时基和被检时间间隔发生器输出的时间间隔c1
12、安(6)式计算被检品振的相对平均频率偏差。7n l - 7_. 1 升，(r)二一工于，.三(6 ) j,t 1-1,: 102一一被检|时间问隔发生器输出的时间问|丽的标称值;12一一一时间间隔计数器的W!u得值。5.2.4 开机特性的检定5.2.4 .1 被枪品振经说明书规定的预热时间(最长1h)后开始对y()进行测量，每隔1h 测量一次，连续i则3个数，取算术平均值作为一次测量结果，记为Ji() ，连续测量5 JJG 180-2002 7h，共得8个Yi()，按(7)式计算出开机特性。V = Ymnx() - Y min () (7) 式中:V一一一开机特性;YOlIlX ()-一一相对
13、平均频率偏差的最大值;Ymill ()-一相对平均频率偏差的最小值。5.2.4.2 给出晶振的开机特性曲线或给出每次实测数据。5.2.5 日频率波动的检定5.2.5.1 晶振经说明书规定的预热时间后开始对y()进行测量，随后每隔1h测量l次，连续测3个数，取算术平均值作为一次测量结果，记为Yj() ，连续测量24h，共得25个Yi() ，按(8)式计算日频率波动。S = YIlUX () -y巾()(8) 式中:5一一-日频率波动。5.2.5.2 给出晶振的日频率波动曲线或给出每次实测数据。5.2.6 日老化率的检定5.2.6.1 被检晶振经说明书规定的预热时间后开始对Y(r)进行测量，每隔1
14、2h测量一次，连续测3个数，取算术平均值作为tj时刻的测量结果，记为Yi() ，连续测量7天，共得15个Yi() ，按(9)式计算日老化率。(9) 2L:(y，() -王古丁)(t, - t) K = i=1 L: (t, - t )2 式中:K-一一日老化率;n一二一取样个数;t一一一取样时序;刀开1土Yi(); nj= I 式计算L: ( Yi ( r) - y, ()(-t) I n II 4EE(34()-R77)2ZE(tz-t)2 5.2.6 , 3 给Hj老化曲线，如果相关系数Irl:?:O.6，即老化曲线具有明显的单方向性、则根据计算出的日老化半在老化曲线上面i出老化直线，并在
15、捡到二结果111给出F.1龙化卒及相关系数;如果相关系数Ir I 0.6，即老化曲线不具有明显的单方向性，则只给老化l曲线。注:臼老化率检定详细内容参见JJG181-1989高稳定石英晶体振荡器国家计量检定规程。5.2.7 s频率稳定度的检定晶振经说明书规定的预热时间后开始对y( r)进行测量，取样时间为15，连续测量i=l土l;。几i:l相关系数按(10)5.2.6.2 、飞，fn ，t、r = JJG 180-2002 101次，共测得101个Yi( r)值，按(11)式计算ls频率稳定度。式中:r () = .1土豆(，()一只() 2 气/200/-:, J , + I , / J 叭
16、()一一频率稳定度;、.，Ti l /1、Yi ( r) , y , + 1 ()-一一分别为第i和第i+ 1次测得的相对平均频率偏差。5.2.8 频率复现性的检定5.2.8.1 频率复现性是指晶振连续工作一段时间T，后，关机一段时间飞，再开机一段时间凡后的相对平均频率偏差值Y2()与关机前相对平均频率偏差值Y，()之差的绝对值。用(12)式表示。R = I Y2 () - ), () I (12) 式中:R一一频率复现性。5.2.8.2 T, = TJ =晶振规定的预热时间，巳24h。5.2.8.3 测量3次，取其算术平均值作为)，( r)和川()。5.3 检定结果的处理按本规程要求检定合格
17、的晶振，出具检定证书，检定不合格的，出具检定结果通知书，并注明不合格项目。5.4 检定周期电子测量仪器内晶振的检定周期一般不超过1年。7 JJG 180-2002 附录A8 有晶振频率输出的电子测量仪器内晶振的检定证书内页格式1.开机特性v= 2.日频率波动s= 3. 1秒频率稳定度r (ls) = 4.频率复现性R= 5.频率准确度A= 6.日老化率(首次或修理后检定)K = JJG 180-2002 附录B无晶振频率输出的电子测量仪器内晶振的检定证书内页格式1.开机特性v= 2.频率复现性R= 3频率准确度A= Q geNlg间。民中华人民共和国国家计量检寇规程电子测量仪器内石英晶体振荡器JJG 180-2002 国家质量监督检验检瘟总局发布中国计量出版社出版北京和平里面街甲2号邮政编码1刷13也话(010)2753也回国Jjlfxb却北京市迫鑫印剧厂印崩新华书店北京发行所发行版权所有不得黯印880mmxl衍。mm16页，本印张1字数13千字则3年2月第1版则3年2月第1次印周印数1-15统一书号155026-12 定价:14.元
