ELECTRONICS WORLD?技术交流
加原子颃率棕准城率覆定度量方宏灭不确定度評定
浙江省计量科学研究院韩海林孙杰
摘要】介绍了利用时差法測量
铷原子频率标准的卒稳定度,通过对测得的数据研究和分析,给出了频啐稳定度測量
结果的不确定度
【关键词】铷原子烦率标准;频率稳定度;时差法
Rubidium Atomic Frequeney Standards Frequeney Stability Test Method and Uncertainty Analysis
IIAN Ilailin Sun Jic
(Zhejiang institute of metrology, 1 langzhou, Zhejiang, 310018)
Abstract: Introduced a rubidium atomic frequency standards frequency stability test method by Lime-dilference Given the
uncertainty analysis o! the [requcncy stability test result by analysis the data
Key words: ubidium atomic frequency standards; frequency stability; timc-difference
计算频率稳定度,否则按公式(2)计算频率稳定度。
引言
[xa+(r)-3xaa()+3x+(-x(r)2
T10000s,86400s
铷原子频率杯准广泛应用于无线电导航与定位、数字
x(r),x+:(r),xa(r),x1+a(r)一第i、第i+1和第+2次测得的时差值,s:
通信和时间频率测量等领域,它在时间频率量传体系中起
n一测得时差值个数
着重要作用。频率稳定度是频标计量特性中最重要的一项
Ux+2(r)-2x1+(r)+x(r)=K]2
技术指标,使用频标的最终目的是要获得准确的频率值,
T-10000s,86400s
而频率的稳定度影响了频率的准确度。目前国家检定规程
x(r),x+a(r),xa(r)一第1、第1+1和第1+2次测得的时差值,s;
n一测得时差值个数。
TG292-2009《
铷原子频率标准》规定了频率稳定度频标比
K一日灰率漂移率。
对器测量法、频差倍增器測量法、时差法、比相法等四种
检定项目。本文主要介绍利用时差法测量
铷原子频率标准2測量不确定度评定
的频率稳定度,并对测量结果进行不确定度评定。
2.1建立数学模型
1时差法原理及测量方法
T=T+AT
式中:T一被测铷频标输出秒脉冲:一参考频标
频率稳定度时差法测量原理如图1所示。
输出的秒脉冲:ムT一被测与参考频标秒脉冲的差值
皮检原子
分频器
2.2频率稳定度的测量不确定度评定
通用计数器
2.2.1输入量7引入的标准不确定度分量
参频标
分频需
Ipp *h
(1)铯原子频率标准输出秒脉冲的不准确引入的不确
定度分量
GPIB接国卡
根据上一数计量检定机构给出的检定结果,铯原子频
计算机
率标准的频率准确度为5×1013,则半区间宽度a=5×10-18
图1时差法测量原理图
在区间内均匀分布,包含因子,则标准不确定度:
将被检的铷原子频率标准10MHとz输出端口和参考频标
Z/1=5×10-1/、5=2.9×10-13
10Mlz输出端口分別接入两个分频器,分频器的1PPS信号分
(2)铯原子频率标准输出秒脉冲的不稳定引入的不确
別接入到通用计数器的A输入口和B输入口。其中由A路输入定度分量。
的被检铷原子频率标准信号通过分频器产生的IPS上升
根据上一级计量检定机构给出的检定结果,以収样时
作为启动信号,由B路输入的参考频标信号通过分频器产生间为10000为例,其频率稳定度为1.8×103,则半区间
的1PPS上升沿作为停止信号,取样时间为分別为10000和宽度a1.8×10-18,在区间内均匀分布,包含因子包含因
86400s,连续测量15组时差值。若被检知原子频率标准技术子=5,则标准不确定度:42=1.6×1012/万=1.0×1018
说明书给出的稳定度按哈徳玛方差进行评定则按公式(1)
引入的标准不确定度各分量彼此独立,互不相
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关,因此:ux)=√G+=3.1
因此铷原子频率标准在取样时间为10000s时频率
2.2.2输入量△T引入的标准不确定度分量
稳定度测量的扩展不确定度为6.0×101,取样时间为
(1)通用计数器分辨力引入的不确定度分量
86400s亦可参考评定
SR620型通用计数器测量时间间隔的分力为1×1013,
测的时差值经上文频率稳定度计算公式计算后可忽略不计。
3结束语
(2)供电电源不稳与磁场变化引入的不确定度分量可
以忽略不计。
本文利用时差法对铷原子频率
标准频率稳定度测量
(3)测量标准重复性引入的不确定度分量
的工作原理进行了介绍,并对测量结果的不确定度进行
选用性能稳定的MRT-H-101型铷原子频率标准作为被了评定,实现了利用计算机自动测量系统对取样时间为
测对象,迩续测量10次,计算算术平均值的实验标准偏1000086400s铷原子频率标准频率稳定度的测量。
差为1.3×103,因此标准不确定度分量4-1.3×103
表1频率稳定度测量结果
参考文献
测量次数
测量结果1.1X10211.2×10"「1.1X10211.3×102「1.4×10
国家质量监督检验检雭总局Jg292-2009.杭州:国
量次数
家质璗监督检验检疫总局,2(009
し测量结果1.3×101.5×10E14x1021.3x101.4x10E
2国家质量监督检验检疫总局.JF1059.1-2012.杭州
△T引入的标准不确定度各分量彼此独立互不相关,
国家质量监督检验检疫总局,2012
因此:(ar)=21,3×10°。
2.2.3合成标准不确定度的评定
作者简介
0与△彼此独立互不相关,因此合成标准不确定度为
韩海林(1977),男,高级工程师,工学硕士
=vF()+F(AT)=3.4×10°
主要研究领域:无线电、时间率计量
2.3扩展不确定度评定
孙杰(1974ー),男,高级工程师,工学硕士,主
大取2,则扩展不确定度如下
要研究领城:无线电、时间频率计量。
U=ku.=2×3.4×10#=6.8×103
(上接第98页)
通过当前的市场状况来看,PC系统在性能方面有
发展竿间
很大的提高与完普,而在价格上面却有一定的减少,这
样以来对于电视台和广播台在设备上从传统设备向计算7结東语
机监控系统进行转换的过程有着十分重要的促进作用
从用前的情况米看,在电视台和广播台在进行运营的过
总之,对于广播电视在发射系统中的监控作用,通
程中的范围进一步得到拓展和扩大,使得在专业领域上过计算机实施监控的方式能够很好的发挥其优势,对于
得以拓展到其他行业,例如家庭娱乐等方面。而在当前解决
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