DH1001铷原子频标
时间频率计量常见仪器校准及高端仪器设备标准
时间频率计量常见仪器校准及高端仪器设备标准广电计量杜亚俊广电计量配备了铯原子频标、铷原子频标、GPS接收机、频标比对器、相位噪声测试系统等时间频率计量标准，频率范围从直流到40GHz，准确度达到1×10-13，直接溯源至中国计量科学研究院（NIM），可对时间频率类仪器进行校准。
常见仪器计量校准：频率标准、高稳晶振、频率合成器：频率标准仪、频率合成器、频率交换器、石英频率标准等。
频率计、计数器、秒表：频率计、通用计数器、数字电子毫秒仪、微波频率计、时间间隔测量仪、机械秒表、电子秒表等各类计时器等。
调制域分析仪频稳对比器石英分析仪、时钟分析仪高端仪器设备标准：名称型号实图功能指标铯原子频率标准3235B 校准频率：准确度、频率稳定度、相位噪声、秒信号频率准确度：5×10-13频率稳定度：σ（y）（10s）：1.7×10-11σ（y）（1s）：2.7×10-14相对噪声：ξ（1Hz）≤-100dBc/Hz ξ（100kHz）≤-154dBc/Hz铷原子频率标准DH1001 校准频率：准确度、频率稳定度频率准确度：1×10-10频率稳定度：σ（y）（1s）：1×10-11σ（y）（10s）：3.2×10-12σ（y）（100s）：1×10-12 频率漂移K(d)：2×10-12频标比对器 PO7D-2校准频率：稳定度、准确度比对不确定度：u c=1×10-10/0.01su c=1×10-11/0.1su c=1×10-12/1s u c=2×10-13/10su c=3×10-14/100s。
国家电网公司_时钟同步标准
ICS XX. XX Q/GDW国家电网公司企业标准Q/GDW XXX.1-200X 电网时间同步系统技术规范Technical Specification for Time Synchronism Systemof Grid（征求意见稿）2008年01月200X-XX-XX发布200X-XX-XX实施国家电网公司发布前言目前，我国电网各厂站和调度控制中心主站大多配备了以GPS为主的分散式时间同步系统，各网、省公司也出台了相应的技术规范。
但由于缺少统一技术要求和配置标准，也缺乏时钟同步和时间精度检测的有效手段，现有时间同步系统配置不尽相同，运行情况也不够稳定，部分时钟设备时间精度不能满足要求。
由调度自动化系统、变电站自动化系统、故障录波装置和安全自动装置等电力二次系统或设备提供的事件记录数据，存在时间顺序错位，难以准确描述事件顺序，不能给电网事故分析提供有效的技术支持。
为了规范、指导我国电网时间同步系统的设计、建设和生产运行，满足电网事故分析的要求，特制订《电网时间同步系统技术规范》。
《电网时间同步系统技术规范》根据国内外涉及时间统一技术的有关标准、规范和要求，本着“资源整合，信息共享”的原则，结合我国电网的工程实践和时间同步系统的现状制订而成，其要点如下：规范时间同步系统结构、功能和技术要求；规范调度主站、变电站的时间同步系统配置标准；规范时间同步系统电气接口和信号类型；统一IRIG-B 时码实现电力二次设备与时间同步系统的对时；结合技术的发展，构建基于地面时钟源的电网时间同步系统。
本标准由国家电网公司生产技术部提出。
本标准由国家电网公司科技部归口。
本标准由江苏省电力公司江苏电力调度通信中心负责起草，国家电网公司国家电力调度通信中心、江苏省电力设计院、江苏省电力试验研究院、中国电力科学研究院、上海电力调度通信中心等单位参加编制。
本标准的主要起草人：目次前言1 范围 (4)2 引用标准 (5)3 术语与定义 (6)4 时间同步系统结构 (7)5 时间同步系统功能 (8)5.1 系统功能 (8)5.2 主时钟功能 (8)5.3 接口扩展装置功能 (10)6 时间同步系统技术要求与技术指标 (10)6.1 时间同步信号类型 (10)6.2 时间同步信号接口 (13)6.3 时间同步信号传输 (15)6.4 技术指标 (15)7 时间同步系统配置规范 (17)7.1 主站配置要求 (17)7.2 变电站配置要求 (17)8 电网二次设备的时间同步技术要求 (18)附录A（资料性附录）时间同步系统的测试方法 (19)附录B（资料性附录）主站时间同步系统的配置 (27)附录C（资料性附录）变电站时间同步系统的配置 (29)附录D（资料性附录） IRIG-B时码 (37)本规范规定了时间同步系统的组成、技术要求、各电力二次设备时间同步准确度的要求以及现场测试方法等内容。
国家电网公司_时钟同步标准
ICS XX. XX Q/GDW国家电网公司企业标准Q/GDW XXX.1-200X 电网时间同步系统技术规范Technical Specification for Time Synchronism Systemof Grid（征求意见稿）2008年01月200X-XX-XX发布200X-XX-XX实施国家电网公司发布前言目前，我国电网各厂站和调度控制中心主站大多配备了以GPS为主的分散式时间同步系统，各网、省公司也出台了相应的技术规范。
但由于缺少统一技术要求和配置标准，也缺乏时钟同步和时间精度检测的有效手段，现有时间同步系统配置不尽相同，运行情况也不够稳定，部分时钟设备时间精度不能满足要求。
由调度自动化系统、变电站自动化系统、故障录波装置和安全自动装置等电力二次系统或设备提供的事件记录数据，存在时间顺序错位，难以准确描述事件顺序，不能给电网事故分析提供有效的技术支持。
为了规范、指导我国电网时间同步系统的设计、建设和生产运行，满足电网事故分析的要求，特制订《电网时间同步系统技术规范》。
《电网时间同步系统技术规范》根据国内外涉及时间统一技术的有关标准、规范和要求，本着“资源整合，信息共享”的原则，结合我国电网的工程实践和时间同步系统的现状制订而成，其要点如下：➢规范时间同步系统结构、功能和技术要求；➢规范调度主站、变电站的时间同步系统配置标准；➢规范时间同步系统电气接口和信号类型；➢统一IRIG-B 时码实现电力二次设备与时间同步系统的对时；➢结合技术的发展，构建基于地面时钟源的电网时间同步系统。
本标准由国家电网公司生产技术部提出。
本标准由国家电网公司科技部归口。
本标准由江苏省电力公司江苏电力调度通信中心负责起草，国家电网公司国家电力调度通信中心、江苏省电力设计院、江苏省电力试验研究院、中国电力科学研究院、上海电力调度通信中心等单位参加编制。
本标准的主要起草人：目次前言1 范围 (4)2 引用标准 (5)3 术语与定义 (6)4 时间同步系统结构 (8)5 时间同步系统功能 (9)5.1 系统功能 (9)5.2 主时钟功能 (9)5.3 接口扩展装置功能 (11)6 时间同步系统技术要求与技术指标 (11)6.1 时间同步信号类型 (11)6.2 时间同步信号接口 (15)6.3 时间同步信号传输 (17)6.4 技术指标 (18)7 时间同步系统配置规范 (21)7.1 主站配置要求 (21)7.2 变电站配置要求 (21)8 电网二次设备的时间同步技术要求 (23)附录A（资料性附录）时间同步系统的测试方法 (25)附录B（资料性附录）主站时间同步系统的配置 (35)附录C（资料性附录）变电站时间同步系统的配置 (37)附录D（资料性附录）IRIG-B时码 (47)本规范规定了时间同步系统的组成、技术要求、各电力二次设备时间同步准确度的要求以及现场测试方法等内容。
铷原子频率标准宣贯
8.计量器具控制
8.2 检定环境条件
环境温度:可处于18℃～25℃范围内任一点，检定过程中 温度最大允许变化范围±1℃。 环境相对湿度：≤80%。
供电电源：220 (1±10%)V，50(1±2%)Hz。 周围无影响检定正常工作的电磁干扰和机械振动。
9. 检定项目
10. 检定方法
10.1 外观及工作正常性检查 10.2 输出信号 (阻抗50Ω)
用频标比对器测量
•
10000s、1d频率稳定度
若技术说明书给出的稳定度按哈德玛方差进行评定，频标比对器
测量中存储的原始数据为相对平均频率偏差时 ,按下式计算频率稳定 度。
∑ σ H (τ ) =
1 6(N -
2)
N -2
( yi+2 (τ )
i =1
-
2 yi+1 (τ )
+
yi (τ )) 2
10. 检定方法
PN– 非谐波电平最大值，dBm；
P0-- 基波电平,dBm。 RBW=VBW=1kHz
10.4 开机特性的检定
分别在铷频标锁定一段时间T、1小时 、2小时 、4小时测量其 输出频率的频率准确度，以及给出达到铷频标给定的频率准确度 所经历的时间。
频差倍增测频法 时差法
10. 检定方法
10.4 开机特性的检定
频差倍增测频法
计数器测量频差倍增器 的输出频率F，计数器闸门 时间τ取100s, 连续测量3 次，取算术平均值按下式计 算相对平均频率 偏差。
f
被检铷频标
fr = f 0
参考频标
F
频差倍增器
外标
y(τ ) = f x − f0 = F − F0 = a ×10−n
铷原子频率标准的小型化研究
１ 引
Байду номын сангаас
言
小 型铷 原 子频 率 标准 装置 （ 简称 小铷钟 ）具有 体 积功 耗小 、环境适 应 性 强 、频 率
稳 定 性 和 漂 移 率 等 电性 能 指 标 高 的 优 点 。 因 此 可 广 泛 用 于 通 信 、 导 航 ， 时 间频 率 计 量
铷原 子频率标准 的小型 化研 究
周 忠石 ，王 亮 ，郭 鹏 翔
（ 线 电计 量 测 试 研 究 所 ， 北 京 １ ０ ５ 无 ８ ４） ０
文 擅 为推动国产铷原子频标技术的深入发展．我们进行了小型铷原子频率标准装置
的研 制 ， 目的 是 重 点解 决铷 频标 的小 型化 、长 寿 命 、 高稳 定 度 低 相 位噪 声 低 老化 率 等 技 术
性 。
主囊 词 原子频标 ；锁频环路；频率稳定性；漂移率
Ｍ ｉ ａ ｕ ｉ ａ ｉ ｎ Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｎｉ ｔ ｒ ｚ ｌｏ ｓ ａ ｃ ｆＲｕｂ ｄｉ ｍ ｔ ｍ ｉ ｉ ｕ Ａ ｏ ｃ Ｆｒ ｑ ｎｃ ｔ ｎ ｒ ｅ ｕｅ ｙ Ｓ ａ ｄａ ｄ
ＺＨ ＯＵ ｏ ｇ ｈ ， Ｗ Ａ ＮＧ ａ ｇ， Ｇ ＵＯ ｅ ｇｘ ａ ｇ Ｚｈ ｎ ｓ ｉ Ｌｉ ｎ Ｐ ｎ ｉｎ
ｍ ａｎｙ ａｍ ｔｆ ｔ ｅ ｖ ｌｐ ｎ ｈ ｍ ｅ ｄ ｂ ｄ ｕ ａｏ ｉ ｒｑｕ ｎ ｙ ｓａ ｄ ｒ Ｉ ｎｅ ｔｔ ｉｌ ｉ ａ ｕｒｈ ｒ ｄ ｅｏ ｉ ｇ ｔｅ ｈｏ ｍａ ｅ Ｒｕ ｉ ｉ ｍ ｔｍ ｃ ｆｅ ｅ ｃ ｔｎ ａ ｄ ｔｉ ｔｎ Ｏ ｅ
ｉ ｏ ａ ｔ ｃ ｍｐ ｎ ｎ （ ｃｕ ｉ ｇ ｍｉ ｒ ｗａ ｅ ｍｕ ｌ ｒｑ ｅ ｃ ｈ ｎ ｒ ｒ ｍｐ ｉ ｉｇ ｃ ａｎ ａ ｄ ｍｐ Ｒ ｎ ｏ ｏ ｅ ｔ ｎ ｌ ｄｎ ｃ ｏ ｖ ｌ ｅ ｆｅ ｕ ｎ ｙ ｃ ａ ，ｅｒ ，ａ ｌ ｙ ｈ ｉ ｉ ｉ ｏ ｆｎ ｎ
铷原子频率标准装置不确定度的评定
铷原子频率标准装置不确定度的评定作者：王文庆来源：《科技信息·下旬刊》2017年第01期摘要：时间、频率是科学范畴中的重要物理量，在各个应用领域中都是一项关键的技术指标。
铷原子频率标准装置通常作为参考频标对下一级频标（如晶振）进行量值传递，为确保产品质量，给科研生产及测试提供准确的时频类测试仪器，就必须保证该仪器的性能符合指标要求。
本文主要介绍铷原子标准装置的工作原理和测量方法，数学模型，系统地分析了铷原子标准装置测量不确定度来源。
关键词：铷原子频率；短期频率稳定度；频率准确度；标准装置；合成标准不确定度；扩展不确定度1.工作原理、测量方法和测量依据铷原子频率标准装置由铷原子频率标准及频稳测试仪组成。
铷原子频标由高性能铷原子振荡器送出一个10MHz的基准信号，经过隔离放大，由分频器分别产生1MHz和10MHz两种信号，最后由调谐放大器输出高稳定性、高负载能力、谐波抑制性能高的频率标准信号。
频稳测试仪的参考信号由外部输入，被测信号经过输入通道放大、倍频到10MHz送时间计数器完成数据采集、处理。
铷钟提供长稳标准信号，频稳测试仪给出稳定度及准确度测试结果。
该标准装置为直接测频法。
由于被测频标和参考频标的输出信号的幅度已经足够大，从而消除了信号幅度对频率测量值的影响。
因此通过对频率的测量来评定此装置的测量不确定度。
测量依据JJG180-2002电子测量仪器内石英晶体振荡器检定规程。
2.数学模型3.标准不确定度分量的评定3.1短期频率稳定度测量不确定度的评定短期频率稳定度不确定度的来源有三个方面：测量重复性引入的不确定度分量，采用A类标准不确定度评定；铷原子频标的短期频率稳定度引入的不确定度分量，采用B类标准不确定度评定；频稳测试仪频率稳定度引入的标准不确定度分量，采用B类方法进行评定。
其它如环境、温度、湿度和振动等可忽略。
3.1.1来源于被测源测量重复性引入的标准不确定度分量，可通过连续测量得到测量列，采用A类方法进行评定。
WR-1011铷原子频率标准技术说明书
WR-1011铷原子频率标准技术说明书目 录1、概述2、技术指标3、结构特征4、连接端口及通信协议5、/A抗振加固型说明1、概述1.1 主要特性☆ 宽温度范围☆ 短期稳定度好☆ 低漂移率☆ 低功耗☆ 快速启动☆ 小体积☆ 长使用寿命☆ 标准接口输出☆ RS232通讯接口☆ 抗振动（/A选项）1.2 主要应用☆ 同步光网络☆ 移动通信、有线数字通信☆ 供电网运行监测系统、广播电视系统☆ 舰载、车载、机载及其他振动环境（/A选项）2、技术指标指标项技术要求/T、/D选项电气特征输出频率10MHz（5MHz、20 MHz可选）输出路数1路（**2路可选）频率稳定度3×10-11/1s（**1.5×10-11/1s）1×10-11/10s（**5×10-12/10s）3×10-12/100s（**1.5×10-12/100s）相位噪声（10MHz）-70dBc/Hz at 1Hz（**-80dBc/Hz at 1Hz）-80dBc/Hz at 10Hz（**-100dBc/Hz at 10Hz）-115dBc/Hz at 100Hz（**-130dBc/Hz at 100Hz）-135dBc/Hz at 1KHz（**-140dBc/Hz at 1KHz）-140dBc/Hz at10KHz（**-145dBc/Hz at 10KHz）频率漂移率（无秒脉冲同步）±1.2×10-11/天（通电1天后）±5×10-11/月（通电1月后）±5×10-10/年（通电1年后）频率数字调节范围细调1.27×10-9（±10%）粗调1.27×10-7（±10%）频率数字调节精度细调1×10-11（±10%）粗调1×10-9（±10%）精细调节6.8×10-13（±10%）频率模拟调节范围＞±1×10-9（依客户要求有此功能）/频率同步精度/ ＜5×10-12（秒脉冲同步12小时后）1PPS同步精度/ ±50ns（秒脉冲同步8小时后）1PPS波形/ 正极性脉冲，宽度：10ms±20ns 1PPS上升沿宽度/ ≤10ns1PPS输出方式/ 3.3V TTL输入PPS电平/ 3.3V TTL输入PPS占空比/ ≤0.6时间保持能力（无秒脉冲同步时）/ ＜1 us/天（通电1天后）频率复现性±5×10-11锁定/预热特性＜10分钟锁定（常温）15分钟＜5×10-10（常温）出厂准确度±1×10-10输出波形正弦波输出幅度＞+5dBm|50Ω谐波抑制＞40dBc杂波抑制（f0±100k）＞100dBc锁定指示信号 3.3V TTL——Lo：未锁Hi：锁定（电平提升方法见4.3）供电电源单直流+24V（±5%） 可选单直流+12V（11～17V）启动功率≤36W稳态功率≤12W（常温）环境特性地磁场敏感度±2×10-11(X、Y、Z三个方向)储存温度[1]-40～+80℃（**-55～+85℃[2]可选）工作温度[1]-25～+60℃（**-45～+70℃[2]可选）频率温度特性＜5×10-10|工作温度范围力学环境符合GJB367A-2001有关条款物理特征主体尺寸77×75.5×36.5mm3（±0.5）重量＜350g体积0.212L（±5%）对外接口DB9(9针)＋SMA可选**DB9(9针)＋2×SMA可靠性MTB F：100,000小时注：[1]环境温度，空气对流；[2]特殊订制；**项目为优选或特制型，将产生额外费用。
铷原子频标微波高次倍频器的分析与设计
３ 倍 频 电 路 设计
３ １ 设 计 要求 ．
对该 倍 频 电路 的设 计要求 是 ： 入频 率 ＝９Ｍ ｚ输 入功 率 Ｐ 输 ０ Ｈ； 。＝１ｄ ｍ； 频 次数 ８Ｂ 倍
＝
７； ６输出信号频率 ＝ ０ Ｈ ； ６８ Ｍ ｚ ４ 输出功率 Ｐ ｓ≥ 一 ０ Ｂ ； ２ｄ ｍ 对邻近谐波抑制度 ＞ ５Ｂ 接 ２ｄ ；
时 间频率学报
总 ２ 卷 ９
量 子 系 统
前 置 放 大
６８ ４７ ３ ． ＭＨｚ
微 波倍 频 （× ６ ／ 频 ７） 混
ｌ ＯＭ
伺 服 系统
亟
输出 ｌ
图 ｌ ～ 个典型的被动型铷原子频标的工作原理示意图
的 ５３２５ Ｈ 进行混频得到量子系统鉴频需求的激励跃迁频率 ６８４７ Ｈ 的微波信号。 ．１ Ｍ ｚ ３ ．Ｍ ｚ 量 子系统将激励微波场频率与量子跃迁频率之差转换 为误差 电压信号， 起鉴频器 的作用。
倍频器和从 ９ Ｍ ｚ ６８０ Ｈ 的 ７ 次微波倍频器） ０Ｈ 到 Ｍ ｚ ６ ４ 构成。该 ７ 次微波倍频器不仅起倍频 ６ 器 的作用 ， 还将 ６ ４ Ｍ ｚ ０ Ｈ 的信号与 ５３２ Ｍ ｚ ８ 。１ ５ Ｈ 的信号进行混频得到 ６ ３ ．Ｍ ｚ ４ ７ Ｈ 的信号 ， ８ 因
频 器接 入铷 原子 频标 后 ， 能实现 闭环 锁 定． ， 符合 小型化铷 原 子频 标的要 求。
关 键 词 ： 原 子频标 ； 铷 阶跃 恢复二 极管 ； 波倍 频 器 微
中 图分 类号 ：１Ｉ１． ＇－ ４ １ ７７
文献标 识码 ：Ａ 文章编号 ：１ １ ５ （ ０）１ ０４ — ８ ０ —１ ４２ ６０ — ０３ ０ ０ ４ ０
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DH1001型铷原子频率标准技术说明书
QU2.700.007JS
北京大华无线电仪器厂
2000年7月
目次
1. 概述
2. 技术指标
3. 工作原理
4. 使用操作说明
5. 成套性
6. 质量保证
1. 概述:
DH1001型铷原子频率标准是一个高稳定度的频率源，它是利用铷同位素87Rb 原子基态超精细能级跃迁谱线，去控制压控晶体振荡器频率，是一种被动型原子频率标准。
本仪器适用于时间频率的计量、无线电导航与定位、导弹和卫星的跟踪、天文研究、地质勘探、数字通讯的网同步、精密守时和授时等。
2. 技术指标:
2.1 频率特性:
2.1.1 频率准确度:
a)频率校准: 出厂时频率准确度应优于1×10-10。
b)频率调整范围: C 场频率调整范围大于2×10-9。
2.1.2 频率漂移率: 日频率漂移率优于2×10-12/d 。
2.1.3 时域频率稳定度:
2.1.4 频域频率稳定度:
2.1.5 频率复现性: 频率复现性≤5×10-11 。
2.1.6 频率开机特性
在25℃时，锁定时间≤5 min ；开机10 min 后，频率开机特性 ≤2×10-10。
.1.
2.1.7 频率温度特性
在-10～+50℃环境下，频率变化≤3×10-10。
2.1.8 地磁场对频率的影响
地磁场对频率的影响≤2×10-11。
2.2 信号输出特性
2.2.1 输出频率
10MHz、5MHz、1MHz。
2.2.2 输出电压
在50Ω负载上电压有效值为0.8V～1.2V。
2.2.3 谐波失真
≤-40dB
2.3 电源要求：AC220V±10%，50Hz；
仪器功耗：≤35VA 。
3. 工作原理:
本仪器是一台光抽运气泡式铷原子频率标准。
其工作原理如方框图(图1)所示。
图 1
. 2.
压控晶体振荡器输出10MHz频率的信号，经低频振荡器调相后，再经频率合成器，变为6834.68+MHz的信号，然后去激发量子
系统中的铷原子跃迁。
量子系统是以铷R b87原子基态超精细能级，F = 2、m F= 0和F = 1、m F=0之间的跃迁所产生的谱线作为鉴频器。
当晶振频率偏离10MHz时，经倍频后的信号频率就偏离了谱线中心频率( 6834.68+MHz )，这时量子系统输出一个纠偏信号，
经伺服系统选频放大、检相、积分后的直流电压，去控制压控晶体振荡器的频率，使晶体振荡器的频率再回到10MHz。
量子系统是两泡式结构，铷吸收泡放在一个微波谐振腔中，其频率为6834.68+MHz 。
铷灯中的高频振荡器激励铷灯泡发出近红
外光(玫瑰红色)，光通过吸收泡照到光电管上。
当铷原子发生跃迁时，它吸收铷灯发出的光，这样光电管的电平反映出微波频率是否在铷原子的跃迁频率上。
微波腔外绕有Ｃ场线圈，调节Ｃ场电流可以对吸收泡中心频率进行微调，调节的范围为2×10-9。
4.使用操作说明:
接通交流220V电源，前面板上的电源(绿)指示灯亮，锁定(红)指示灯不亮(或闪光)，铷原子频率标准正在预热。
大约5分钟左右，红指示灯也亮了，这时铷原子频率标准进入锁定状态，表示可以正常工作了。
开机后10分钟频率进入2×10-10。
本仪器从前面板输出10MHz、5MHz、1MHz的信号。
输出波形为正弦波，在50Ω负载上幅度为: 1V±20％。
5.成套性:
名称数量
DH1001型铷原子频率标准 1 台
高频电缆(BNC)—2m 1 根
交流电源线 1 根
保险器BGXP—1A υ5×20 4 只
技术说明书 1 本
6.质量保证:
产品自我厂发货之日起十八个月内，凡属质量问题，本厂
负责免费修理或更换。
.3.。