时间频率测量技术的发

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时频测量原理(内含模拟内插法技术说明)

时频测量原理(内含模拟内插法技术说明)

时频测量原理(内含模拟内插法技术说明)(转载)⽬录1 调制域测量1)什么是调制域测量2)为什么要进⾏调制域测量2 时频测量原理—如何实现调制域测量1)瞬时频率测量原理2)⽆间隔计数器的实现3)提⾼测量速度与分辨⼒的⽅法4)调制域分析的应⽤5)发展动态正⽂内容1)什么是调制域测量?电信号的完整关系:可采⽤三个量以及之间的关系来描述。

这三个量就是时间、频率和幅度,其中:幅度-时间关系:⽰波器;幅度-频率关系:频谱仪频率-时间关系:调制域分析仪下图描述了同⼀信号在时域(V-T)、频域(V-F)、调制域(F-T)的特性。

调制域分析仪:能够完成时间与频率关系测量的仪器。

调制域即由频率轴(F)和时间轴(T)共同构成的平⾯域。

调制域测量技术是对时域和频域测量技术的补充和完善。

◆时域与频域分析的局限性⼀个实际的信号可以从时域和频域进⾏描述和分析,时域分析可以了解信号波形(幅值)随时间的直观变化;频域分析则可以了解信号中所含频谱分量,但是,却不能把握各频谱分量在何时出现。

◆调制域概念在通信等领域中,各种复杂的调制信号越来越多地被⼈们使⽤,因⽽,常常需要了解信号频率随时间的变化,以便对调制信号等进⾏有效分析——即调制域分析。

调制域即指由频率轴(F)和时间轴(T)共同构成的平⾯域。

1 调制域测量2)为什么要进⾏调制域测量?在通信等领域中,各种复杂的调制信号越来越多地被⼈们使⽤,因⽽,常常需要了解信号频率随时间的变化,以便对调制信号等进⾏有效分析——即调制域分析。

⽅便地表达出频域和时域中难以描述的信号参数和信号特性。

为⼈们对复杂信号的测试和分析提供了⽅便直观的⽅法,解决了⼀些难以⽤传统⽅法或不可能⽤传统⽅法解决的难题。

4.9.2 时频测量原理1)瞬时频率测量原理◆瞬时频率的概念信号频率随时间的变化,可将频率量视为时间t的连续函数,⽤f(t)表⽰。

f(t)也代表了时间t时的瞬时频率。

◆平均频率实际上,由于测量上的困难,瞬时频率只是⼀种理论上的概念。

时间与频率测量

时间与频率测量
2.2 石英晶体振荡器 1)组成 2)指标
4.2.1 时间与频率的原始标准
1)天文时标
◆原始标准应具有恒定不变性。 ◆频率和时间互为倒数,其标准具有一致性。 ◆宏观标准和微观标准 宏观标准:基于天文观测; 微观标准:基于量子电子学,更稳定更准确。 ◆世界时(UT,Universal Time):以地球自转周期(1天)确定的时 间,即1/(24×60×60)=1/86400为1秒。其误差约为10-7量级。
f x Nf s
◆拍频法:将标准频率与被测频率叠加,由指示器(耳
机或电压表)指示。适于音频测量。
◆外差法:将标准频率与被测频率混频,取出差频并测
量。可测量范围达几十MHz(外差式频率计)。
◆示波法:
李沙育图形法:将fx和fs分别接到示波器Y轴和X轴(X-Y 图示方式),当fx=fs时显示为斜线(椭圆或圆); 测周期法:直接根据显示波形由X通道扫描速率得到周 期,进而得到频率。
◆测量准确度高 时间频率基准具有最高准确度(可达1014),校准(比对)方便,因而数字化时频测 量可达到很高的准确度。因此,许多物理量的 测量都转换为时频测量。 ◆自动化程度高 ◆时频测量技术应用广泛 几乎所有的电子设备都离不开时钟 最有代表性的应用领域:导间与频率的原始标准 1)天文时标 2)原子时标
3)测量方法概述
频率的测量方法可以分为:
直读法 模拟法 电桥法 谐振法 拍频法 比较法 频率测量方法 示波法 电容充放电法 数字法 电子计数器法 测周期法 差频法 李沙育图形法
3. 时间和频率的测量原理
3.1 模拟测量原理 1)直接法 2)比较法
3.2 数字测量原理 1)门控计数法测量原理 2)通用计数器的基本组成
fx 1 2 RC

时间与频率的测量基本概述

时间与频率的测量基本概述

时间与频率的测量基本概述时间与频率的测量是物理学中重要的实验技术之一,涉及到物体的周期性运动、波的传播等多个领域。

本文将对时间与频率的测量进行基本概述。

时间的测量是指对物体运动过程中所经历的时间进行测量,其基本单位为秒。

时间的测量可以通过不同的实验手段和设备实现,其中最为常见的方式是使用钟表,根据物体的运动速度将一段时间分成若干等份,从而确定特定时间间隔的长度。

随着科技的发展,人们发明了各种高精度的钟表,例如基于原子振荡频率的原子钟,能够测量到非常小的时间单位,如纳秒乃至飞秒级别。

频率的测量是指对波动或周期性运动的次数进行测量,其基本单位为赫兹。

频率的测量可以通过两种方式进行,一种是计数法,即将一定时间内波动或周期性运动的次数加总;另一种是相位比法,即通过对象的相位差来确定波动或周期性运动的频率。

根据不同的应用领域和精度要求,频率的测量可以使用不同的设备,例如频率计、示波器、频谱仪等。

在实际应用中,时间与频率的测量技术常常需要考虑到一定的误差和精度要求。

误差可以来自于多个因素,例如仪器本身的不确定度、外界干扰、环境条件等等。

为了提高测量的精度,科学家们研发了各种校正和校准方法,例如使用标准频率源进行校准,以及使用稳定的参考信号进行时间同步等等。

时间与频率的测量技术在现代科学研究、工程技术和日常生活中都有广泛的应用。

在科学研究中,时间与频率的测量可以用于测定天体运动、检测物质结构、研究量子行为等等。

在工程技术中,时间与频率的测量可以用于电信系统中的信号处理、雷达测距与测速、医学成像等领域。

在日常生活中,时间与频率的测量可以用于计时器、手表、闹钟等等。

总之,时间与频率的测量是物理学中重要的实验技术之一,涉及到物体的周期性运动、波的传播等多个领域。

时间与频率的测量可以通过不同的实验手段和设备实现,其中最为常见的方式是使用钟表和频率计。

时间与频率的测量技术需要考虑到一定的误差和精度要求,并可以利用校正和校准方法提高测量的精度。

频率的测量方法

频率的测量方法
详细描述
石英晶体振荡器法的基本原理是利用石英晶体的振荡特性。石英晶体是一种物理性质稳定的材料,其振荡频率与 晶体的物理特性有关,因此可以作为高精度的时间基准。通过测量石英晶体振荡器的振荡频率,就可以得到高精 度的频率值。
测频法
总结词
测频法是一种通过测量信号的周期来计算频率的方法,具有测量精度高、稳定性 好的优点。
多学科交叉融合
国际合作与交流
加强不同学科之间的交叉融合,将频率测 量技术应用于更广泛的领域,如生物医学 、环境监测、安全检测等。
加强国际合作与交流,推动频率测量技术 的共同发展,促进测量技术和标准的国际 互认。
Байду номын сангаас
谢谢
THANKS
频率的测量方法
目录
CONTENTS
• 频率测量的基本概念 • 频率测量的方法 • 现代科技中的频率测量 • 频率测量技术的发展趋势 • 总结与展望
01 频率测量的基本概念
CHAPTER
频率的定义
频率是单位时间内周期性事件发生的 次数,通常用f表示,单位为赫兹 (Hz)。
频率是周期的倒数,即f=1/T,其中T 是周期。
自动校准和校准技术
自动校准技术
利用自动校准技术,实现测量系 统的自动校准和修正,提高测量 精度和稳定性。
校准技术
利用各种校准技术,如激光校准 、微波校准等,对测量系统进行 校准和修正,确保测量结果的准 确性和可靠性。
智能化和自动化测量技术
智能化测量技术
利用人工智能和机器学习等技术,实 现测量系统的智能化,提高测量效率 和精度。
自动化测量技术
利用自动化技术,实现测量系统的自 动化,提高测量效率和精度,减少人 为误差和操作误差。

第五章频率及时间测量

第五章频率及时间测量

的相对误差。
25
第五章 时间、频率和相位的测量
将式
N 1 1 、 T fc 代入式
N
N
f xT T
fc
f x N T
fx
N
T

f x 1 fc
fx
f xT fc
(5.2-11)
若考虑极限情况,测量频率的最大相对误差应写为
f x fx
1 f xT
fc fc
(5.2-12)
由上式可看出:提高频率测量的准确度措施是:
2
第五章 时间、频率和相位的测量
时间的定义: 2)、原子时(AT): 秒定义为:“秒是铯133原子(Cs133)基态的两个超
精细能级之间跃迁所对应的辐射的9 192 631 770个周 期所持续的时间。” 误差:10-14 3)、协调世界时 (UTC):
采用原子时的速率(对秒的定义)通过闰秒方法使原 子时和世界时接近的时间尺度。是一种折衷的产物。
28
第五章 时间、频率和相位的测量
本例如选T=10 s,则仪器显示为0 000.000 0 kHz, 把最高位丢了。造成虚假现象。原因是由于实际的仪 器显示的数字都是有限的,而产生了溢出造成的。
所以,选择闸门时间的原则是: 在不使计数器产生溢出现象的前提下,应取闸门 时间尽量大一些,减少量化误差的影响,使测量的准 确度最高。
T Tx
△t1
△t2
图5.2-2 脉冲计数误差示意图
19
第五章 时间、频率和相位的测量
下图T为计数器的主门开启时间,Tx为被测信号周期, Δt1为主门开启时刻至第一个计数脉冲前沿的时间(假设 计数脉冲前沿使计数器翻转计数),Δt2为闸门关闭时刻 至下一个计数脉冲前沿的时间。设计数值为N(处在T区

电子测量技术基础课后习题答案中

电子测量技术基础课后习题答案中

习 题 五5.1 试述时间、频率测量在日常生活、工程技术、科学研究中有何实际意义?答:人们在日常生活、工作中离不开计时,几点钟吃饭、何时上课、几时下班、火车何时开车都涉及到计时。

工程技术、科学研究中时间、频率测量更为重要,科学实验、邮电通信,人造卫星,宇宙飞船、航天飞机的导航定位控制,都要准确的测量时间与频率测量。

5.2 标准的时频如何提供给用户使用?答:标准的时频提供给用户使用有两种方法:其一,称为本地比较法。

就是用户把自己要校准的装置搬到拥有标准源的地方,或者由有标准源的主控室通过电缆把标准信号送到需要的地方,然后通过中间测试设备进行比对。

其二,是发送—接收标准电磁波法。

这里所说的标准电磁波,是指含有标准时频信息的电磁波。

5.3 与其他物理量的测量相比,时频测量具有哪些特点?答:(1)测量的精度高; (2)测量范围广(3)频率的信息传输和处理比较容易并且精确度也很高。

5.4 简述计数式频率计测量频率的原理,说明这种测频方法测频有哪些测量误差?对一台位数有限的计数式频率计,是否可无限制地扩大闸门时间来减小±1误差,提高测量精确度?答:是根据频率的定义来测量频率的。

若某一信号在T 秒时间内重复变化了N 次,则根据频率的定义,可知该信号的频率f x 为:f x =N /T测量误差主要有:±1误差:11x N N N f T∆±±== 标准时间误差:C Cf T T f ∆∆=- 不可无限制地扩大闸门时间来减小±1误差,提高测量精确度。

一台位数有限的计数式频率计,闸门时间时间取得过大会使高位溢出丢掉。

5.5 用一台七位计数式频率计测量f x =5MHz 的信号频率,试分别计算当闸门时间为1s 、0.1s 和10ms 时,由于“±1”误差引起的相对误差。

解:闸门时间为1s 时: 6110.2105101x N N f T -∆±±±⨯⨯⨯-6=== 闸门时间为0.1s 时: 6110.2105100.1x N N f T -∆±±±⨯⨯⨯-5=== 闸门时间为10ms 时:63110.2105101010x N N f T -∆±±±⨯⨯⨯⨯-4-=== 5.6 用计数式频率计测量频率,闸门时间为1s 时,计数器读数为5 400,这时的量化误差为多大?如将被测信号倍频4倍,又把闸门时间扩大到5倍,此时的量化误差为多大?解:(1)11 1.85105400x N N f T ∆±±±⨯-4=== (2)119.2910454005x N N f T ∆±±±⨯⨯⨯-6=== 5.7 用某计数式频率计测频率,已知晶振频率的相对误差为Δf c / f c =±5×10-8,门控时间T =1s ,求:(1)测量f x =10MHz 时的相对误差;(2)测量f x =10kHz 时的相对误差;并提出减小测量误差的方法。

时间频率和相位的测量概述

时间频率和相位的测量概述

时间频率和相位的测量概述时间频率和相位的测量是对信号的特性进行量化和分析的重要手段。

在电子通信、无线电、声学和光学等领域中,时间频率和相位的准确测量对于确保系统性能和信号传输的可靠性非常关键。

时间频率的测量是衡量信号周期性的能力,频率是指单位时间内该信号重复的次数。

常见的测量方法有计数法和相位比较法。

计数法是通过计算信号周期内的脉冲数量来测量频率,比较简单直接,但对于信号较高频率和瞬态信号的测量精度有限。

相位比较法是通过将待测信号与参考信号进行比较,通过比较两者的相位差来计算频率,通常使用鉴相器或锁相环等器件进行测量。

相位比较法具有高精度和宽测量范围的特点,适用于高精度和宽频率范围的测量需求。

相位的测量是衡量信号波形变化和时序关系的能力。

相位是指信号在一个周期内的位置或偏移量。

常用的相位测量方法有直接测量法和差分测量法。

直接测量法是通过将待测信号与参考信号进行比较,通过比较两者的起始时间或位置来测量相位,适用于稳态信号和周期性信号的测量。

差分测量法是通过测量信号的前后时间差来计算相位,通常使用时钟同步和时间差测量技术,适用于非周期性和非稳态信号的测量。

在实际应用中,时间频率和相位的测量需要考虑到测量仪器的精度、稳定性和响应速度等因素。

常见的测量仪器包括示波器、频谱分析仪、计时器和定时器等。

此外,引入校准和校正等方法可以提高测量结果的准确性和可靠性。

总之,时间频率和相位的测量是对信号特性进行量化和分析的重要手段,广泛应用于各个领域。

随着科技的发展,测量技术也在不断进步,为更精确、稳定和高速的测量提供了更多选择。

时间频率和相位的测量在科学、工程和技术领域中起到了至关重要的作用。

从物理学到电子通信,从声学到天文学,准确测量时间频率和相位是理解和分析信号的基础,也是确保系统性能和信号传输的可靠性的关键。

时间频率是指信号在单位时间内重复的次数,通常以赫兹(Hz)为单位。

测量时间频率的目的是了解信号的周期性。

《时间频率测量》课件

《时间频率测量》课件
石英晶体具有高度的稳定性和可靠性,因此被广泛应用于各种电子设备和仪器中。
石英晶体振荡器的频率精度和稳定性对于时间频率测量具有重要意义,能够提供高 精度的时频基准。
原子钟
原子钟是一种基于原子能级跃 迁的计时装置,能够提供极高 的频率稳定度和精确度。
原子钟利用原子能级之间的跃 迁频率作为计时基准,其频率 稳定度和精确度比石英晶体振 荡器更高。
频谱分析法
通过频谱分析仪测量信号 的频谱,可以获得信号子能级跃迁产生的 频率作为时间频率标准, 具有极高的稳定性和精度 ,是国际时间频率标准。
02
时间频率测量技术
石英晶体振荡器
石英晶体振荡器是一种基于石英晶体的电子振荡器,用于产生高精度、高稳定的频 率信号。
在生物学中,时间频率测量可 用于研究生物分子的动态行为 和相互作用,例如蛋白质折叠 和分子动力学模拟。
05
时间频率测量的发展趋势
高精度测量技术的研究
原子钟技术
利用原子能级跃迁频率稳 定的特性,实现超高的时 间频率测量精度。
光频梳技术
利用光频梳的频率稳定性 ,结合光学干涉和光谱分 析技术,实现高精度的时 间频率测量。
导航系统中的时间频率测量主要用于确定位置和时间 信息。
其他导航系统如伽利略、格洛纳斯和北斗等也依赖于 时间频率测量技术来提供准确的定位和导航服务。
电力系统
01
电力系统中的时间频率测量主要用于保障电力系统的稳定运行 。
02
时间频率测量可以帮助监测电网的频率和相位,确保电力系统
的稳定性和可靠性。
在智能电网中,时间频率测量还可以用于优化能源调度和需求
时间频率的表示方法
时间频率可以用波形图或频谱图来表 示,波形图展示时间间隔和周期性变 化,而频谱图则展示不同频率分量的 幅度和相位。
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时间频率测量技术的发展与应用21世纪中国电子仪器发展战略研讨会2004年9月时间频率测量技术的发展与应用陈洪卿(中国科学院国家授时中心)1时间频率精密测量的目的和意义信息化时代的到来,高精度时问频率已经成为一个国家科技、经济、政治、军事和社会生活中至关重要的一个参量。

时间的应用范围已经渗透到从基础研究领域(天文学、地球动力学、物理学等)到工程技术领域(信息传递、电力输配、深空跟踪、空间旅行、导航定位、武器实验、地震监测、计量测试等),以及关系到国计民生的国家诸多重要部门和领域(交通运输、金融证券、邮电通信等)的各个方面,几乎无所不及。

中国科协副主席、时间工作专家叶叔华院士认为“生活离不开时间频率,它是高新技术的基础”。

“863”高科技计划倡导者陈芳允院士认为“时间频率在工业、交通、电信等方面的应用十分广泛。

计时、工业控制、定位导航、现代数字化技术和计算机都离不开时频技术和时频测量”。

它“在科技发展和社会进步中占有特殊重要的地位。

”[1]2003年全国时间频率学术会议上,王义道教授作特邀报告“建设我国独立自主时间频率系统的思考”[2]指出:时间频率系统是维护国家安全和独立自主的命脉;现代化战争中原子钟比原子弹更重要;精密时间频率广泛应用于现代通信、导航、制导、定位、天文观察、大地测量、地质勘探、电网调配、电子对抗、交通管理、精密测量、科学研究等领域,设备需求量很大;标准频率与时间信号可以通过电磁波发射、传播、接收,直接为各种应用服务。

时间是国际单位制中的最基本的物理量之一,也是目前能够实现的测量不确定度最小的物理量。

时间测量的精密度可小于10—18,准确度可达10一15。

这使时间频率在计量、测量领域中起着十分突出的领先和独特作用[3]。

因此,其它的物理量,如果能够通过一定的物理关系和物理常数转化为时间频率量来进行测量,用时间测量来表征,那么,该物理量的测量精度将会大大提高,并使计量单位趋向于统一。

典型的例子,莫过于长度单位一米的定义。

100 多年前,为适应世界贸易和科学技术发展需求,为统一国际长度度量单位和标准,成立国际米制委员会,并确定和保持米尺原器,成为现代国际公制计量系统的基础。

长度单位一米的测量精度好不容易才达到10一8[4]。

而今,由光速不变原理和L=CT确定长度,长度单位l米=真空中光在1/299 792458秒时间内传播的距离,这样就可以用时间测量来表征长度测量,其精度就提高到lO一9以上。

作为原始基准的独立定义的长度单位,蜕变成由时间一光速联合定义的导出单位,长度单位就统一于时间单位了。

此外,通过交流约瑟夫森量子效应,从加在约瑟夫森结上的电压V与所产生的交流电频率之间的关系f=(2e/h)/v和国际协定常数值2e/h=483597.9GHz/V,由测量频率求得电压;也可以求得电流、电阻以及温度等等[3]。

1821世纪中国电子仪器发展战略研讨会2004年9月随着无线电技术、电子技术、激光技术以及相关电子测量技术的发展,以时间频率测量为技术支持的无线电测距定位导航、激光测距定位导航技术和业务迅速展,使精确定位导航、精准武器制导等技术成为现代化战争的重要方面,所以说作为高精度时间频率技术标志的原子钟在现代战争中比原子弹还重要。

此外,高精度时间频率测量技术在现代通信(包括移动通信)、计算机网络、广播电视、电力自动化、交通运输、自动控制、地震监测、航空航天、深空跟踪、科学探测以及人们生产、生活的方方面面,都有应用需求。

因此,不断发展和提高时间频率测量技术和设备,并推广应用,是提高综合国力的战略措施。

2时间频率测量技术的新进展上个世纪50年代以来,时间频率测量技术有了突飞猛进的发展,平均而言,每过10年,时间频率的测量精度就要提高I-2个数量级。

电子技术、无线电技术、计算机技术、信息网络技术以及其它各种相关科学技术的发展,在对时间频率测量技术提出需求的同时,也促进了时间频率测量技术的发展和进步。

从以下几个方面可以看到时间频率测量技术的不断发展和成就。

2.1 频率标准技术的研究与进展自1955年英国国家物理实验室NPL研制成世界上第一台1.10一10的铯原子频标始,1967年达到l*lO一1I,更新了秒长定义;目前已达到I*10—15的量级。

除研制光抽运和激光喷泉铯原子钟外,铷原子频标、氢原子频标、钙原子光频标、汞离子频标等在准确性、稳定性、实用性、可靠性方面各有特色的频率标准也在不断发展更新。

典型的标志之一就是,在最近召开的第16届国际时间频率咨询委员会(CCTF)的会议上,就“国际秒定义”生成了补充定义,即第二个“国际秒定义”:建议使用87Rb的超精细能级间的量子跃迁6834682610.904324个周期为一秒[4]。

这也意味着,测量对象无论是微观的原子、量子运动,或是宏观的脉冲星双星运动,只要找到一种可靠的测量方法和技术,能比测量铯原子更准、更方便使用,就可能成为新的频率标准,更新国际秒标准定义。

北京大学、中国计量科学研究院、中国科学院上海天文台、武汉数学与物理研究所等等分别在铷、铯、氢原子频标研制不断取得进展,在商品化生产和市场化竞争方面,尚有待加强,才能与国际市场接轨。

2.2时间标准UTc的研究与进展时间测量包括时间间隔(对应于秒长一周期一频率)和时刻(由相对于时间历元的若干时间间隔计量)两部分测量。

它们分别由国际原子时TAI实现定义秒长和由国际地球自转服务组织IERS确定的世界时UT相互协调,生成世界通用的标准时间系统——协调世界时UTC。

随着原子时比对测量技术的进步和天文测量方法、技术测定地球自转运动的精度提高,用UTC确定某个事件发生时刻的精度,已由以前的1微秒提高到现在的好于100纳秒。

与此同时,国际天文学会IAU、国际计量局BIPM、国际电讯联盟ITU、国际标准化组织ISO等等国际组织都表明,应该把UTC作为国际标准时间(包括对应的时刻/日期)、标准频率的统一参考标准。

这对于。

时间就是金钱”、信息快变、争分夺秒的现代化社会生产、生活和科技发展来说,都是十分必要的。

为此,正在编制的国家标准《标准时间频率信号发射技术规范》将与国际标准接轨,采用相关的国际标准作为我国国家标准,并明确定义我国的标准时间——北京时间=UTC+SH。

国际上要求各国标准时间实验室保持的U1.C(K)与国际UTC的时刻偏差应该不大于100纳秒,中1921世纪中国电子仪器发展战略研讨会2004年9月国科学院国家授时中心所保持的UTC(NTSC)与UTC的偏差达到50纳秒以内[5],进入国际先进行列。

2.3 标准时间频率发播、传输与测量技术的发展高精度的时间频率源要通过各种手段传输给用户,为用户服务。

传输过程中,从发播、传播、中继,到接收、解调和应用,都离不开时间频率测量技术和相关的电子测量控制设备。

无线电、电子测量、信息编码、卫星技术的进步,先后出现短波、长波、微波、电视、卫星等无线电方法发播、传输标准时间频率,它们时间测量和时间同步的精度分别达到毫秒、微秒、纳秒、皮秒。

目前,远距离时间比对测量的最高精度为卫星双向法和激光方法,系统的测量精度到若干皮秒。

这对时钟信号源、传输设备以及比对测量设备的要求都相当高。

我国BPM短波时号的发播控制误差小于O.1毫秒,BPL长波时号发播控制误差小于O.1微秒,北斗一号卫星时号发播控制的误差小于几纳秒。

这些都表明时间频率测量技术发展和进步。

下表1是上世纪末美国对时间频率不同精度的调查结果;下表2是国际电联ITU—R第1011建议书关于不同系统、传输手段所能达到的时间频率传输、测量精度[5]:该建议书也将成为指导我国时间频率用户应用选择的参考标准。

(1)美国ISI调查用户对时间频率准确度的需求(1999)等级时间频率用户数手段低1秒一1毫秒lO一一10—8 >10000 电话短波中1毫秒一10微秒lO~一10—10 约3000 GOES/子午仪高10微秒一50纳秒10—10—5X10—13约1200罗兰C、GPS特高50—1纳秒5X10—13一10’14约200 GPS/光缆超高优于1纳秒优于10。

14 约40 TWSTT/光缆(2)时间频率传输的系统、手段与精度序号传输手段校时准确度频率准确度国外系统国内系统l HF广播1一10 ms 10.6-10。

8/天WWⅧ,JJl『BPM,SXG2 L F广播 1 mS 10—10一10一11 WWVB,DCF77 BPC3 罗兰C l∥S10—12 罗兰C链长河二号BPL4 地面T V广播10 ns 10—1z—10一H 美国行1 0 CcTV行6(共视)5 导航星广播50—500ns lO一10.10—12 GPS 北斗l号共视5—20ns 10q3/天GLONASS6 气象卫星100∥S美G O E S欧洲L A S S O21世纪中国电子仪器发展战略研讨会2004年9月同步广播卫星20∥So印度C C T V75×10—1(卫星电视)I N S A T卫星电视8T W S TT1—10 11S5欧美日澳 中、日10一1.一10—19电话时码1—10 ms10卅/天 欧美日NTSC(双向)NIM光纤1 050 km 2 10—50 ps10一10-10’17美0 0 0km10—100 nslOq3—1014/天1 1微波线路l —10IISlO 一1‘_10—15大气多径,必须双向(局部中继)专用局部视距1 2同轴电缆1—10ns10-14_10—15几百米 几百米1 3 搬运钟 <100nsl 4 网络 <1S1 5其它2.4 时间频率接收、测量、比对技术的研究与进展以GPS 全球卫星导航定位系统为代表的新的卫星授时系统的出现,也把标准时间频率信号的接收测量比对技术和设备提高到一个新水平。

此前,用户要得到1微秒准确时间,除需要专 用仪器设备外,还需要一定的操着程序和技术方法,现在GPS 定时接收机,只要打开电源开关, 无须其它操作,可以自动实现准确度为1微秒或100纳秒的时间信息。

这对于其它各种电子测 量设备实现自动控制和系统自动化管理,带来极大的方便。

前面讲到,用时间测量关联其它物 理量测量,可以大大提高该物理量测量精度,现在可以说,除去GPS 用于导航定位功能外,任 何时间频率应用,只要采用GPS 技术或类似卫星技术的定时校频功能,就会取得长足的进步和 成功。

这也使年产值数十亿美元的世界GPS 产业每年有2个百分点的增长速度。

国产的北斗一号卫星定时接收机业已开发,面向市场,这将会改善GPS 时间频率技术和产品占据我国时间频21世纪中国电子仪器发展战略研讨会2004年9月3时间频率领域电子测量技术设备发展展望与标准化时间间隔的测量精度己从过去的毫秒、微秒提高到纳秒、皮秒和飞秒。

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