1本規(guī)程適用于銣原子頻率標(biāo)準(zhǔn)(以下簡稱銣頻標(biāo)，包括GNSS控制的銣原子頻率標(biāo)準(zhǔn))的首次檢定、后續(xù)檢定和使用中檢驗(yàn)。2.1開機(jī)特性(Warm-up)銣頻標(biāo)開機(jī)鎖定后，鎖定一段時間T(見產(chǎn)品說明書規(guī)定值)、鎖定1小時、2小時、4小時的頻率準(zhǔn)確度，以及達(dá)到給定的頻率準(zhǔn)確度時所需的時間。2.2頻率復(fù)現(xiàn)性(frequencyrepeatability)銣頻標(biāo)開機(jī)一段時間T?后關(guān)機(jī)，關(guān)機(jī)一段時間T?后，再開機(jī)一段時間T?后的相對平均頻率偏差與關(guān)機(jī)時的相對平均頻率偏差的一致程度。T?、T?為銣頻標(biāo)技術(shù)說明銣頻標(biāo)是一種被動型原子頻標(biāo)，銣頻標(biāo)內(nèi)晶振的振蕩頻率通過頻率合成技術(shù)產(chǎn)生一個微波激勵信號，銣同位素8?Rb的原子在激勵信號的感應(yīng)下發(fā)生躍遷，原子躍遷對微波信號起鑒頻作用而產(chǎn)生誤差信號，通過鎖頻環(huán)路伺服晶振的頻率，使激勵信號頻率鎖定到原子躍遷頻率，實(shí)現(xiàn)晶振輸出頻率的高度穩(wěn)定和準(zhǔn)確?；驹砣鐖D1所示。微波激勵信號頻率合成器微波激勵信號頻率合成器銣原子鑒頻器鎖頻環(huán)路晶振GNSS控制的銣頻標(biāo)是利用全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)信號不斷調(diào)整銣頻標(biāo)的輸出頻率，使銣頻標(biāo)廣泛應(yīng)用于無線電導(dǎo)航與定位、數(shù)字通訊工程、時間頻率測量等領(lǐng)域。4.1輸出信號2脈沖上升時間：≤5ns。4.2諧波與非諧波諧波：≤-40dBc。頻率穩(wěn)定度要求見表1。取樣時間5×10~l1~2×10~124.5相位噪聲相位噪聲要求見表2。f表示傅立葉分析頻率，E(f)表示相位噪聲。34.6日頻率漂移率4.8頻率準(zhǔn)確度5通用技術(shù)要求5.1外觀5.1.1銣頻標(biāo)的前面板或后面板上應(yīng)有儀器名稱、型號、制造廠、出廠序號和電源5.1.3銣頻標(biāo)不應(yīng)有影響正常工作的機(jī)械損傷。電源開關(guān)、功能設(shè)置開關(guān)和旋鈕應(yīng)靈活、可靠，輸入輸出端口牢固。6計(jì)量器具控制6.1檢定條件6.1.1檢定用設(shè)備頻率穩(wěn)定度應(yīng)優(yōu)于被檢銣頻標(biāo)的頻率穩(wěn)定度的3倍。頻率漂移率和頻率準(zhǔn)確度參考頻標(biāo)頻率漂移率和頻率準(zhǔn)確度應(yīng)優(yōu)于被檢銣頻標(biāo)的漂移率和頻率準(zhǔn)確度一個數(shù)量級。相位噪聲應(yīng)比被檢銣頻標(biāo)相位噪聲小10dB,輸出頻率可調(diào)，并具有外部電壓調(diào)諧能力(簡稱電調(diào))。上升時間小于被檢脈沖上升時間的1/3。頻率范圍：500kHz～100MHz。動態(tài)范圍：≥100dB。頻標(biāo)比對器輸入頻率：1MHz,5MHz,10MHz。頻標(biāo)比對器引人的測量不確定度應(yīng)優(yōu)于被檢銣頻標(biāo)頻率穩(wěn)定度的3倍。4頻差倍增器外接計(jì)數(shù)器，用于測量兩頻率信號的頻率差。輸入頻率：1MHz,5MHz,10MHz。頻差倍增器引入的測量不確定度應(yīng)優(yōu)于被檢銣頻標(biāo)頻率穩(wěn)定度的3倍。輸入頻率：1MHz,5MHz,10MHz。分辨力：優(yōu)于2ns(5MHz)。輸入頻率：5MHz,10MHz。輸出信號：1PPS。相位抖動：小于1ns:測量范圍：10Hz～100MHz,有外接頻標(biāo)功能。時間間隔最大允許誤差：±1ns。輸人頻率：1MHz,5MHz,10MHz。分析頻率范圍：1Hz～100kHz。相位噪聲本底：比被檢銣頻標(biāo)相位噪聲小10dB。環(huán)境溫度：可處于18℃~25℃范圍內(nèi)任一點(diǎn)，檢定過程中溫度最大允許變化環(huán)境相對濕度：≤80%。供電電源：220(1±10%)V,50(1±2%)Hz。周圍無影響檢定正常工作的電磁干擾和機(jī)械振動。6.2檢定項(xiàng)目及檢定方法6.2.1檢定項(xiàng)目檢定項(xiàng)目見表3。項(xiàng)目名稱首次檢定后續(xù)檢定十十十十十十一十十十十 十+日頻率漂移率+十5表3(續(xù))項(xiàng)目名稱首次檢定后續(xù)檢定十十頻率調(diào)整范圍十 頻率準(zhǔn)確度十十十注：“+”為應(yīng)檢項(xiàng)目，“—”為可不檢項(xiàng)目。6.2.2檢定方法儀器連接如圖2所示。圖2輸出信號的檢定阻抗為502,示波器應(yīng)顯示穩(wěn)定的正弦波形。從示波器上讀取輸入信號的幅度有效值。(2)秒脈沖信號將被檢銣頻標(biāo)的1PPS秒脈沖信號連接再調(diào)節(jié)示波器的掃描時間，測量秒脈沖信號幅度從10%上升到90%的時間即為秒脈沖信號的上升時間。諧波與非諧波的檢定儀器連接如圖3所示。6(1)諧波設(shè)置頻譜分析儀的分辨帶寬(RBW)、視頻帶寬(VBW)為1kHz,設(shè)置頻譜分析儀的起始頻率和終止頻率，用頻譜分析儀分別測量基波電平P。和2次、3次諧波電平P。按式(1)計(jì)算諧波。P?——諧波電平，dBm;(2)非諧波設(shè)置頻譜分析儀的分辨帶寬(RBW)、視頻帶寬(VBW)為1kHz,設(shè)置頻譜分析儀的起始頻率和終止頻率，用頻譜分析儀分別測量基波電平Po、偏離載頻10kHz以外規(guī)定頻偏范圍內(nèi)最大的非諧波電平Px。按式(2)計(jì)算非諧波。開機(jī)特性的檢定分別在銣頻標(biāo)鎖定一段時間T、1小時、2小時、4小時測量其輸出頻率的頻率準(zhǔn)確度，或給出達(dá)到銣頻標(biāo)給定的頻率準(zhǔn)確度所(1)頻差倍增測頻法儀器連接如圖4所示。FF被檢銣頻標(biāo)和參考頻標(biāo)的輸出分別連接到頻差倍增器相應(yīng)的輸入端，參考頻標(biāo)連接到通用計(jì)數(shù)器外標(biāo)輸入端。計(jì)數(shù)器測量頻差倍增器的輸出頻率F,計(jì)數(shù)器閘門時間r取100s,連續(xù)測量3次，取算術(shù)平均值按式(3)計(jì)算相對平均頻率偏差。式中：F——計(jì)數(shù)器測得3次F的平均值，Hz;M——頻差倍增器的等效倍增次數(shù)；7將式(3)計(jì)算出的值按式(4)取絕對值并取整加上1作為頻率準(zhǔn)確度。例如：若y(r)=3.5×10~`則按式(4)計(jì)算頻率準(zhǔn)fr/x考頻標(biāo)的1PPS作為停止信號，連續(xù)測量兩次，兩次的時間間隔r=300s,測得的時差值分別為X?和X?,按式(5)計(jì)算相對平均頻率偏差。將式(5)計(jì)算出的y(t)值按式(4)給出頻率準(zhǔn)確度。ff用記錄儀記錄兩比對信號之間相位差。連續(xù)測量15天，可得16個相位差X;值，相鄰兩個X,的時間間隔為r=1d,按式(6)計(jì)算日頻率漂移率K。8按式(7)計(jì)算相關(guān)系數(shù)r(2)時差法儀器連接如圖5所示。連續(xù)測最15天，可得16個相位差X;值，相鄰兩個X的時間間隔為r=1d,按式(6)、(7)計(jì)算目頻率漂移率區(qū)和相關(guān)系數(shù)r。(3)用頻標(biāo)比對器測量儀器連接如圖7所示。f連續(xù)測量15天，將頻標(biāo)比對器測量中存儲的原始數(shù)據(jù)按式(6)、(7)或式(8)、(9)計(jì)算出日頻率漂移率K和相關(guān)系數(shù)r。當(dāng)頻標(biāo)比對器測量中存儲的原始數(shù)據(jù)為時差數(shù)據(jù)時，按式(6)、(7)計(jì)算日頻率漂移率K和相關(guān)系數(shù)r。當(dāng)頻標(biāo)比對器測量中存儲的原始數(shù)據(jù)為相對平均頻率偏差時，按式(8)、(9)計(jì)算日頻率漂移率K和相關(guān)系數(shù)r。9衰<取洋時間與取樣組數(shù)取樣時間z注：實(shí)際檢定時，取樣時間按技術(shù)說明書規(guī)定選取。儀器連接如圖7所示。數(shù)據(jù)時，將原始數(shù)據(jù)按式(10)計(jì)算10000s和1d的頻率穩(wěn)定度。當(dāng)頻標(biāo)比對器測量中存儲的原始數(shù)據(jù)為相對平均頻率偏差時，將原始數(shù)據(jù)按式(11)計(jì)算10000s和1d的頻率穩(wěn)定度。時，將原始數(shù)據(jù)按式(12)計(jì)算10000s和1d的頻率穩(wěn)定度。K按式(6)計(jì)算的日頻率漂移率。當(dāng)頻標(biāo)比對器測量中存儲的原始數(shù)據(jù)為相對平均頻率偏差時，將原始數(shù)據(jù)按式式中：K——按式(8)計(jì)算的日頻率漂移率。儀器連接如圖4所示。利用通用計(jì)數(shù)器測量的數(shù)據(jù)按式(14)計(jì)算1s、10s、100s、儀器連接如圖5所示。測量兩輸入秒脈沖(1PPS)的時差，兩次測量的時間間隔r為10000s或1d,若技術(shù)說明書給出的穩(wěn)定度按哈德瑪方差進(jìn)行評定，則按式(10)計(jì)算10000s和1d的頻率穩(wěn)定度，否則，按式(12)進(jìn)行計(jì)算。儀器連接如圖6所示。將被檢銣頻標(biāo)和參考頻標(biāo)的輸出信號分別連接到比相儀相應(yīng)輸入端，用記錄儀記錄兩比對信號之間相位差。連續(xù)測量兩信號的相位差X?值，相鄰兩個X?的時間間隔r為10000s或ld,若技術(shù)說明書給出的穩(wěn)定度按哈德瑪方差進(jìn)行評定，則按式(10)計(jì)算10000s和1d的頻率穩(wěn)定度，否則，按式(12)進(jìn)行儀器連接如圖8所示。fffr圖8相位噪聲的檢定系統(tǒng)的兩信號相位正交，傅立葉分析頻率選1Hz、10Hz、100Hz、1kHz、10kHz、儀器連接如圖4所示。按的方法測量銣頻標(biāo)開機(jī)工作一段時間T后關(guān)機(jī)前的相對平均頻率偏差值，記為y?(r),關(guān)機(jī)一段時間T?后再開機(jī)，測量開機(jī)一段時間T?后的相對平均頻率偏差值，記為yz(r),按式(15)計(jì)算頻率復(fù)現(xiàn)性R。測量銣頻標(biāo)頻率調(diào)整前的頻率準(zhǔn)確度。當(dāng)測得的相對平均頻率偏差滿足式(16)時，則頻率準(zhǔn)確度檢定結(jié)果為A。若測得的相對平均頻率偏差不滿足式(16),則按儀器連接如圖4所示。式(16),則頻率準(zhǔn)確度檢定結(jié)果為A;若不滿足式(16),將y(r)按式(4)給出頻率6.2.3GNSS控制下銣頻標(biāo)的檢定頻率穩(wěn)定度的檢定按的方法進(jìn)行。鎖定狀態(tài)下頻率準(zhǔn)確度的檢定將GNSS天線連接到被檢銣頻標(biāo)GNSS天線輸入端，待銣頻標(biāo)正常鎖定GNSS信號后，用比相法或時差法，連續(xù)測量7天，給出每天的相對平均頻率偏差y;(r),取所測相對平均頻率偏差的最大值，按式(17)給出頻率準(zhǔn)確度。保持狀態(tài)下頻率準(zhǔn)確度的檢定被檢銣頻標(biāo)鎖定GNSS信號狀態(tài)24小時后，去掉GNSS天線，按比相法或時差法測量1天，得到1個相對平均頻率偏差數(shù)據(jù)，按式(18)給出頻率準(zhǔn)確度。按本規(guī)程要求檢定合格的銣頻標(biāo)，出具檢定證書，檢定不合格的，出具檢定結(jié)果通銣頻標(biāo)的檢定周期一般不超過1年。頻率/MHz幅度(有效值)15幅度(峰-峰值)脈沖寬度脈沖上升時間頻率/MHz二次諧波非諧波5鎖定時鎖定1小時鎖定2小時鎖定4小時取樣時間t頻率穩(wěn)定度預(yù)熱時間日頻率漂移率R8頻率調(diào)整范圍的檢定A.2GNSS控制下的銣原子頻率標(biāo)準(zhǔn)取樣時間t頻率穩(wěn)定度頻率準(zhǔn)確度鎖定狀態(tài)下A,保持狀態(tài)下As附錄B檢定結(jié)果通知書(內(nèi)頁)格式頻率/MHz幅度(有效值)5幅度(峰-峰值)脈沖寬度脈沖上升時間頻率/MHz二次諧波非諧波5鎖定時鎖定1小時鎖定2小時鎖定4小時頻率穩(wěn)定度式(f)/(dBc/Hz)預(yù)熱時間