Um möglichst genaue Frequenzen zu erzeugen, gibt es verschiedene Möglichkeiten. Als Erstes wird man einen Quarzoszillator XO benutzen. Der erste Schritt, diesen zu verbessern, ist ein sogenannter Quarzofen. Damit werden der Oszillator und speziell der Quarz selbst auf einer konstanten Temperatur gehalten. Damit wird der sogenannte Temperaturgang beseitigt. Das bedeutet, die Veränderung der Resonanzfrequenz durch die Temperatur spielt keine Rolle mehr. Man spricht von einem “oven controlled” XO, einem OCOX.
Der Ofen verbraucht durch die Heizung recht viel Strom. Außerdem muss er erst aufheizen, was für den gelegentlichen Betrieb ungünstig ist. Daher geht man bei der Kompensation des Frequenzgangs auch den umgekehrten Weg: Die Veränderung der Frequenz mit der Temperatur wird kalibriert und kompensiert. So erhält man auch bei veränderlichen Temperaturen eine Frequenzstabilität, die der eines Quarzofens gleichkommt. Das nennt man einen “temperature compensated” XO, also TCXO
Ein anderer Weg, andere Eigenresonanzen zu benutzen, die von Haus aus genauer sind. Die Frequenz eines Quarzes hängt von der Geometrie des Quarzkristalls ab. Man kann stattdessen auch die Eigenresonanzen von Atomen benutzen. Diese sind viel genauer definiert als die eines Kristalls. Die Profis benutzen dafür Cäsium. Einfacher aufgebaut sind die Frequenznormale mit Rubidium. Man erhält sie gelegentlich gebraucht für wenige 100 €.
Ein ganz anderer Weg sind sogenannte disziplinierte Oszillatoren. Hier nutzt man die Genauigkeit eines anderen Oszillators, um den eigenen zu verbessern. Früher wurde dafür gern der Zeitzeichensender DCF77 genutzt. Neben der genauen Zeit ist auch die Trägerfrequenz von 77,5 kHz sehr präzise. Eine andere Möglichkeit sind heute die GPS-Satelliten, aus deren Empfangssignal sich ebenfalls eine präzise Frequenz ableiten lässt. Die Empfänger dafür sind erschwinglich geworden. Die einfachen liefern eine feste Frequenz von meist 10 MHz, die besseren sind konfigurierbar. Sie werden GPSDO genannt.
Auf der anderen Seite muss die genaue Frequenz auch irgendwie in das Gerät rein, wo sie benötigt wird. Aktuelle Messgeräte und Funkgeräte und Empfänger haben heute oft einen speziellen Eingang dafür. Bei älteren findet man im Web oft Anleitungen, wie man diesen nachrüsten kann.
Wo ist das Ganze nun wichtig? Zum einen natürlich zum Kalibrieren von Geräten. Wenn ein Funkgerät aus der Wartung kommt, sollte die Anzeige natürlich erst mal stimmen. Aber auch im normalen Funkbetrieb kann es nötig sein, die Frequenz sehr genau zu kennen. Wenn bei modernen schmalbandigen Modulationsarten noch die Doppler-Verschiebung eines Satelliten berücksichtigt werden muss, ist es hilfreich, wenn man sich auf die Frequenzanzeige des Funkgeräts sicher verlassen kann.