石英晶体振荡器(简称:晶振)作为电子系统和设备的频率源,广泛应用于通信、导航、仪器仪表、及生活电子等领域。温度频率稳定性是其重要性能指标之一,现代高端电子产品对晶振频率稳定性和精度的要求越来越高,特别是电路瞬态热效应引起的晶振频率漂移会严重影响产品性能,提高晶振的动态温度频率稳定性尤为重要。为实现晶振在温度快速变化时频率的动态温度补偿,必须研制一套高精度的动态温频特性测试系统,本文所研究的晶振温度测量电路的设计、分析和校正,以及晶振动态温频特性的数据模型分析是该系统的重要组成部分。系统对晶体温度的测量精度要求较高,校准主要是解决恒流源芯片的温度漂移、电流切换时因电路的充电过程引起的系统测量误差以及电路测量噪声等问题。在此前提下,设计了适合本系统的硬件电路校正方案,对测试电路进行工作温度范围内的标定实现温度补偿,固定电阻标定实现恒流源电流切换补偿,电路校正的基础理论依据是多项式拟合,工频干扰降噪采用数字滤波方式。经过校正后,晶体温度测量精度可达到±4m℃,满足系统对晶体动态温度的测量要求。晶振温频测试数据分析与建模包括热敏晶体在准静态温度下(<0.1℃/s)温频特性提取建模,基础理论是最小二乘非线性特征曲线拟合。热敏晶体在-5～+5℃/s温度变化率范围内动态温度-频率特性提取,频率微跳变的识别和记录,局部和全局热滞特性提取和数学描述,理论依据是ELM神经网络优化算法实现频率的动态温度补偿。经验证,补偿后晶体在±1～±5℃/s温度变化率下,其频率误差稳定度可达到±0.05～±0.08ppm。测试系统和配套补偿算法的应用,可实现晶振动态温频特性的快速标定,有效提高晶振频率组件在温度快速变化情况下的频率稳定性。