更多的应用程序和系统配置需要定时冗余和本地时钟功能作为标准操作的一部分。网元被设计成在锁定模式(系统锁定到网络参考或GPS)或保持模式下运行。本地定时装置必须保持系统以特定的频率漂移率运行。同时，无线制导的GPS应用，如海底地震节点、军事数据链路或电池供电的测试设备，使用本地振荡器作为GPS和降噪元件的备份机制。石英计时装置最适合“时钟备份”，并为其众所周知的性能属性，如;高Q，长期精度和稳定性，以及显著的成本效益。本文将讨论影响石英基振荡器中石英晶体频率漂移的关键因素:老化。

术语“老化”有时与术语频率漂移交替使用，指的是石英振荡器中频率随时间的变化。然而，根据国际无线电咨询委员会(CCIR)的定义，老化是“由于社会振荡器的内部变化而导致频率随时间的系统性变化”。相反，漂移被定义为“振荡器频率随时间的系统变化”。漂移是晶体老化和其他外部环境因素的总和。在这个讨论中，我们将只关注晶体老化。

老化被定义为频率随时间的变化，通常表现为指数正、衰减的频率漂移特性。然而，频率变化的方向可以是正的，也可以是负的，如图所示。如图所示，石英晶体谐振器中可能有几个因素共同决定了其老化性能。例如，当石英谐振器同时受到两个方向相反、衰变速率不同的机制的作用时，方向反转就会发生。

造成石英晶体老化的主要因素有两个。首先是机械应力，主要是由于谐振器的机械安装中的应力水平的变化。第二是分子污染，即使精密谐振器是在极高真空条件下极其清洁的环境中加工和密封的。这些因素可以分为两类;可逆和不可逆，包括机械和热应力，污染和分子迁移(质量负载)。

影响衰老的可逆因素:

•分子从高能态流向低能态影响石英谐振器的质量。

•由热梯度引起的谐振器上的机械应力。

影响衰老的不可逆因素:

•由于制造过程(锯切、研磨、抛光等)，谐振器中的应力松弛。

•通过汽化金属电极镀层的冷凝作用于谐振器的应力松弛。

•由于机械安装结构，放置在谐振器上的应力松弛。

•镀层向石英中迁移。

假设谐振器在较高的温度下工作，并保持连续振荡(如恒温晶体振荡器，OCXO)。在这种情况下，可逆效应将达到平衡，而不可逆效应将决定老化速率。如果烘箱和振荡器电源中断一段时间，让谐振器冷却下来，然后重新启动，谐振器不会立即恢复到中断前的老化速度和频率。

在关闭期间，谐振器处于比振荡(运动)时更低的能量状态。在这种较低的能量状态下，谐振腔将倾向于吸附气体分子。当振荡器重新启动时，气体分子将缓慢解吸，晶体返回到高能态。

•当谐振器再加热到较高温度时，热量通过机械支架严格传导到晶体板。由于外壳内部的高真空消除了对流加热，仅通过机械支架加热就会在谐振器上产生热梯度(应力)。

热冲击可能会影响不可逆因素，包括制造应力和安装应力的诱导松弛，尽管这些通常通过前置温度循环来消除。

凭借CTS在设计和制造精密石英晶体和振荡器方面的丰富经验，我们在插入最终振荡器之前对所有晶体进行严格的测试和预处理。CTS执行的测试包括谐振器角度测量和校正、DLD(驱动电平依赖)、温度测试以及细微和严重泄漏。

CTS预处理过程包括主动老化、高温烘烤和热循环，以减少振荡器组装前的应力。此外，CTS OCXO晶振通过热循环和老化进行预处理，并对频率进行连续监测和分级，以确保符合老化要求。

CTS提供多种封装尺寸的极低老化率振荡器