在网络应用不断增加的时代，例如在物联网领域，以及随着汽车工业的变化，越来越多的应用和用户要求音叉晶体的温度范围延长。虽然-40°C至+85°C是当今的标准，但105°C甚至125°C的要求已不再罕见。虽然这些温度对于石英晶体的纯粹功能来说通常不是问题，但需要特别注意手表石英晶体或音叉晶体的设计。例如，汽车应用需要非常高的精度，在扩展的温度范围内这对音叉晶体制造商来说是个挑战。可以看出，对于AT切割晶体(最常见的石英切割)来说，操作温度还不是一个问题，但可以迅速导致音叉晶体的大偏差范围。音叉石英的热特性在设计过程中经常被忽视或考虑不足，导致应用程序故障和用户的不满。石英然后被错误地归因于质量差，尽管它完全符合数据表中给出的规格。
图1:AT切割晶体和音叉晶体的对比(主曲线级数)
温度响应(频率偏差相对于温度)是由以下公式描述:
Deviation [ppm] = -PC [ppm/°C2 ] · (T-T0) 2 ±10 %.在坐标系中，这对应于一个向下开口的抛物线，顶点在T0 = 25°C±5°C(参考温度)，如图2所示。系数PC(抛物线系数)，这里举例来说-0.035，在数据表中提供，表示抛物线“陡峭度”的度量。它是时钟晶体温度特性最重要的参数。该参数也受到公差的影响，例如±10%。
图2:音叉石英的温度响应(频率偏离温度)由公式描述偏差[ppm] = –PC [ppm/°C2 ] · (T-T0) 2 ,这是一条向下打开的抛物线，顶点在T0 = + 25°C±5°C(参考温度)
选择精度更高的石英通常不会带来预期的成功，因为基本精度的规格是指+25°C。因此基本曲线不变。通过硬件解决方案，例如通过适应负载能力或温度曲线的“平均”来调整电路，仅在狭窄的温度范围内(例如手表)有希望。
图3显示了测量音叉晶体的温度曲线，PC =(0.3±10%)ppm/°C2，此时所描述的行为比理论曲线更加清晰。
从图4中可以看出，谐振电阻(ESR)随着温度的升高而略有增加，这使得在扩展温度范围内要求具有低ESR的音叉晶体非常具有挑战性。为了确定低负载电容晶体的优势，对12.5 pF和7 pF两种时钟晶体进行了比较。采用74HCU04作为振荡器IC，低负载电容晶体的优势如表1所示。
然而，有一个缺点不应该被掩盖:由于低负载电容，具有7pf晶体的振荡器电路对电路的元件公差更敏感。在短时间内暴露于最大和最频繁的温度波动的应用是在汽车行业。相应的部件是专门制造的，具有多个接触点(附着点)和AEC-Q200认证，因此它们可以承受振动和冲击条件。格耶晶振电子迅速解决了汽车行业的严格要求，多年来一直为这个市场部门提供手表晶体。在短时间内暴露于最大和最频繁的温度波动的应用是在汽车行业。相应的部件是专门制造的，具有多个接触点(附着点)和AEC-Q200认证，因此它们可以承受振动和冲击条件。盖耶电子迅速解决了汽车行业的严格要求，多年来一直为这个市场部门提供手表晶体
虽然更小的封装尺寸意味着更小的晶体功率(驱动电平)和更高的谐振电阻，但温度行为在小型化过程中没有改变。对于制造商和用户来说，这仍然是一个技术上的挑战，因为一些应用程序的要求恰恰相反。内置散热器的恒温器，太阳能逆变器和类似的产品组也需要更小的音叉晶体和更低的负载电阻。
对于更高的温度稳定性要求，Geyer electronics提供温度补偿32 kHz振荡器作为替代方案，例如在KXO-V32T (3.2 mm × 1.5 mm)或KXO-V93T (1.6 mm × 1.2 mm)设计的工业温度范围内的20或10 ppm。
以KXO-V32T为例的典型值
从表2可以看出(此处以KXO-V32T为例)，电流消耗仅为1 μ a的替代晶体振荡器在温度和工作电压范围内的频率偏差要比时钟晶体低得多，因此对于某些应用可能是更好的选择。
频率稳定性与温度范围和电源电压
在过去的几年里，半导体行业一直受到各种特殊挑战，只是缓慢复苏，世界并没有停滞不前-消费品行业，物联网和数据世界，尤其是汽车行业的快速发展也推高了对手表晶体的技术和物流要求。GEYER电子很早就将这些新要求带入了晶体的生产中。
精工晶振,32.768K晶振,SSP-T7-F晶振
精工晶振,石英晶振,SSP-T6晶振
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