计量院一级时间频率标准建标方案
一、时间频率建标的目的与意义:
时间是我们每一个人在日常生活中不可缺少的。但是,怎样才能拥有准确的时间?怎样才能拥有自己的频率标准?要解决 这些问题,就需要有时间标准和相应的频率标准。
随着时间频率在各个行业(电力、金融、计量、生产、物探、 科研、军工)的应用,配备铷钟、高精度晶振、北斗授时等相关 设备的行业日渐增多,对于相应检测机构,需配备高等级的设备(铯钟)来检测铷钟、晶振等相关设备,出具相应的资质证书。
二、 时间频率建标配置方案拓扑图
三、系统说明和具体的技术指标
1.频率源
频率源的具体指标:
序号 | 设备名称 | 型号规格 | 技术指标 | 生产商 |
1 | 铯原子频标 | 5071A(高精度) | 频率输出:5MHZ&10MHZ 精度:±2.0E-13 热启动时间:30分钟 稳定度:平均时间 艾伦方差 0.01s ≤7.5E-11 0.1s ≤1.2E-11 1s ≤5E-12 10s ≤3.5E-12 100s ≤8.5E-13 100000s ≤2.7E-14 5天 ≤1.0E-14 相位噪音: 频率(HZ) 10MHZ 5MHZ 1 ≤-100dBc ≤-106 dBc 10 ≤-130 dBc ≤-136 dBc 100 ≤-145 dBc ≤-151 dBc 1000 ≤-150 dBc ≤-156 dBc 10000 ≤-154 dBc ≤-160 dBc 100000 ≤-154 dBc ≤-160 dBc | 美国 Microsemi公司 |
2
| 高精度锁相振荡器 | 4145C | 稳定性: 1s 3E-13 100s 3E-13 相位噪声: 1 Hz -120 dBc/Hz 10 Hz -130 dBc/Hz 100 Hz -140 dBc/Hz 1 kHz -155 dBc/Hz 10 kHz -160 dBc/Hz 100 kHz -160 dBc/Hz | 美国 Microsemi公司 |
频率源说明:
1)铯原子频标:5071A铯原子钟是铯钟的经典之作,目前全球大多数的实验室都是用它来做频率源,国内有国家计量中心,陕西授时中心,几大天文台,各个大区计量研究院等等,认可度比较高。
2)石英频率源:4145C主要是和铯原子频标5071A一起配合使用,因为铯原子频标的短期稳定性不是很优秀,所以在检测高精度的石英晶体时需要配备4145C了来提高检测系统的短期稳定性指标。
2.测试装置
相位噪声检测设备指标:
序号 | 设备名称 | 型号规格 | 技术指标 | 生产商 |
1 | 相位噪声测试仪 | 5120A | 频率宽度: 1-30MHZ(正弦波) 艾伦方差: ≤3E-15/1秒 相位精度: ±1.0 dBc 系统噪音: 频率 相位噪音 1HZ -145 dBc/HZ 10HZ -155 dBc/HZ 100HZ -165 dBc/HZ 10KHZ -175 dBc/HZ | 美国 Microsemi公司 |
相位噪声检测设备说明:
5120A是一个多功能的检测仪器,它可以检测频率稳定性(艾伦方差),频率差,相位噪声。而且精度很高,使用也比较方便,只要一个标准频率源加上一个5120A就可以满足频率的检测。
3.时间比对设备
时间比对设备指标:
序号 | 设备名称 | 型号规格 | 技术指标 | 生产商 |
1 | GNSS共视法接收机 | PolaRx5TR | 544 硬件通道同时跟踪所有可见的卫星信号,支持的信号有: GPS (L1, L2, L5), GLONASS (L1,L2,L3)GALILEO (E1, E5ab, AltBoc, E6), BEIDOU (B1, B2,B3), IRNSS (L5), QZSS (L1, L2, L5) 1PPS输入 x PPS 输出(最大 100Hz) 10 MHz 参考输入 10 MHz 参考输输出 | 比利时Septentrio |
四、总结:
1) 这个方案是比较成熟的方案,特别是用铯频标做频率标准这个方案在我们国内计量院比较普遍。 2)这个方案涉及的设备比较多,功能也有重复。很多设备实验室可能已经拥有,所以制定的计划书肯定还不够具体,还要根据贵单位的具体情况来制定一个详细的方案。
附件:本方案涉及的设备清单
序号 | 设备名称 | 型号 | 数量 | 厂家 | 备注 |
1 | 铯原子频率标准 | 5071A-C001 | 1台 | 美国Microsemi | 高精度 |
2 | 超净锁相振荡器 | 4145C | 1台 | 美国Microsemi |
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3 | 相位噪声与艾伦方差测试仪 | 5120A | 1台 | 美国Microsemi | 测试范围1-30MHz |
4 | 脉冲、频率 分配器 | 9611B | 1台 | 美国Microsemi | 2路输入 12路输出 |
5 | GNSS共视法 接收机 | PolaRx5TR | 1台 | 比利时Septentrio |
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6 | GNSS共视法接收机天线 | PolaNt_Choke_Ring_E6-B3 | 1个 | 比利时Septentrio | 全频点扼流圈天线 |
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