JJG 292-1996（代替JJG 292-1982） 铷原子频率标准检定规程.pdf

中华人民共和国国家计量检定规程 J J G 2 9 2-1 9%钩 原 子 频 率 标 准R u b i d i u m F r e q u e n c y S t a n d a r d s1 9 9 6 一0 5 一2 5 发布1 9 9 7 一0 3 一0 1 实施国 家 技 术 监 督 局发布J J G 2 9 2-1 9 9 6岌.。.宁，夕。.?铆原子频率标准检定规程尹 0.0.0.0.0.O.0.钾 补 0.0.0.0.V e r i f i c a t i o n R e g u l a t i o n o f J J G 2 9 2-1 9 9 6代替 J J G 2 9 2-1 9 8 2、.o o.o.o.o.o.o.ow.o.o.o.0.0 4R u b i d i u m F r e q u e n c y S t a n d a r d s 本检定规程经国家技术监督局于 1 9 9 6年 0 5月 2 5日批准，并 自 1 9 9 7年 0 3月 0 1日起施行。归 口单位:中国计量科学研究院起草单位:中国计量科学研究院本规程技术条文由起草单位负责解释J J G 2 9 2-1 9 9 6本规程主要起草人:赵 良弼 黄玲妹(中国计量科学研究 院)(中国计量科学研究 院)J J G 2 9 2-1 9 9 6目录一概述 (1)二技术要求 .(1)三检定条件 .(2)四检定项目和检定方法 .(2)(一)外观及工作正常性 (2)(二)开机特性 (3)(三)漂移率 (3)(四)时域频率稳定度 (5)(五)频域频率稳定度 (7)(六)频率复现性 (8)(七)谐波及非谐波分量 (8)(八)频率准确度的校准和测量 (8)五检定结果的处理和检定周期 .(8)J J G 2 9 2-1 9 9 6钢原子频率标准检定规程本规程适用于使用中和修理后的伽原子频率标准(以下简称铆频标)的检定。概述1 铆频标是一种被动型原子频标，是利用伽同位素 R b s 7 原子基态超精细结构 中(0-0)跃迁微波谱线的中心频率，去控制晶体振荡器频率，从而得到高稳定度的标准频率源。它属于频率准确度需要定期校准的二级标准频率源，广泛应用于工程、科研及计量等领域。二技术要求2 输出频率:1 MH z,5 MH z,1 0(或0.1)MH z;3 频率漂移率3.1 日 漂移率 D a:1 x 1 0 一“一 6 x 1 0 一 3,3.2 月 漂 移 率D m:1 x 1 0 一 0 一 1 x 1 0 一“;4 时域频率稳定度v,(r)如表t o取样 时间:o,(r)i s5 x 1 0 一 1 1 一5 x1 0 一 1 21 0 s2 x1 0 一 1 1 一2 x1 0 一 1 21 0 0 s5 x1 0 一 1 2 一5 x1 0 一 1 31d1 x1 0 一 I 1 一1 x 1 0 一 1 25 频域频率稳定度 Y(f)如表 2 06 频 率 复 现 性R:(5 一 2)x 1 0 一“。7 开机特性 V:开机 t。小时后，优于5 X1 0-1;t，及进入稳定的工作时间 t w 按产品说明书规定。8 谐波及非谐波分量8.1 谐波分量:一(2 0 一4 0)d B c;8.2 非谐波分量:一(5 0 一7 0)d B c;J J G 2 9 2-1 9 9 6傅里叶频率f/1-I zY(f)/(d B c H z)1 0 0一7 0 一 一 9 01 0 一 1 0 0 一 一 1 2 01 0,一 1 1 0 一 一 1 2 51 0 3一 1 2 5 一 一 1 4 09 频率准确度 A:2 x 1 0 一 0 一5 X1 0 一 。注:检定时以被检枷频标产品说明书为准。三检定条件1 0 环境条件1 0.1 环境温度:可在(1 8-2 5)范围内任选一点，在检定过程中枷频标周围的环境温度的变化不超过士1 C o1 0.2 相对湿度:8 0%。1 0.3 电源电压:2 2 0(1 士 5%)V;5 0(1 士 5%)H z.1 0.4 负载:在检定过程中，负载应固定不变。1 1 检定用标准仪器及测量设备1 1.1 频率漂移率及频率准确度的参考源，其指标应比被检枷频标相应指标至少高一个数量级。1 1.2 时域频率稳定度参考源，其指标应 比被检铆频标相应指标至少好 3 倍。1 1.3 频域频率稳定度参考源，其单边带相位 噪声应比被检枷频标相应指标至少低1 0 d B，其频率应能压控。1 1.4 频率漂移率及准确度的测量设备，其测量误差至少应比被检伽频标相应指标小一个数量级。1 1.5 时域频率稳定度测量设备，其测量误差至少应小于被检铆频标频率稳定度的三分之一，测量设备的测量带宽应大于取样时间倒数的 5 倍。1 1.6 频域频率稳定度测量设备，其单边带相位噪声应比被检伽频标的相应指标至少低1 0 d B.四检定项 目和检定方法(一)外观及工作正常性 zJ J G 2 9 2-1 9 9 61 2 被检铆频标不应有影响正常工作的机械损伤，各种开关、按键灵活可靠，各种标志清晰完整。1 3 接通电源后，铆频标频率应在规定时间内锁定。各工作指示应正常。(二)开机特性1 4 开机特性 v是指铆频标从开机一段时间t。时的频率 l a 与达到稳定时 t,的频率 f-之间的相对频差，按式(1)计算:f。一f-!v二1 一 J o(1)式中:f o 频率标称值。1 5 频差倍增法巧.1 将被检铆频标和参考频标的输出信号分别与频差倍增器相应输人端相连，频差倍增器的输出与通用计数器输人端相连，如图 t o 图11 5.2 用通用计数器先后测出 频差倍增器输出频率f l-及f-，取样时间二)1 0 0 s，按式(2)计算。一 ft。一f t wv=-万下下-1 1 V I J o一(2)式中:f t o 及几、分别为 t。及 t v,时 刻测得的经倍增后的 频率;M频差倍增倍数。(三)漂移率1 6 伽频标在连续运行过程中，频率值随时间的单方面变化称为漂移，其中一阶漂移曲线的斜率称为漂移率。若单位时间为日，称 日 漂移率;为月，称月漂移率。1 7 日 漂移率D,用最小二乘法按式(3)或式(3 )计算。DaE(y i(二)一 Y(T)(t、一 t)乙(:、一 t)2(3)式中:.Y i(r)第 i 天测得的被检伽频标输出 频率相对值;J J G 2 9 2-1 9 9 6:取样时间，n 取样个数;t,取样时序;=1 d=8 6 4 0 0、一 n ,Y i(，;或DdY,(A T一 O T)(t、一 a):艺(，一 t)2式中:A T,与 第 i 天相对应的:时间内 测得的时刻差或相位差的 变化 量;A T 一 I ;A T,n-,1 8 比相法1 8.1 将被检枷频标和参考频标的输出信号分别加到比相器相应输人端，比相器输出电压(或电流)的变化就代表两比 对信号之间相位差的变化，用记录仪记录。如图2 01 8.2 铆频标经预热 1 天后开始测量，每天在同一时刻记录比相仪的相位差数 只;连 1，续 测 量1 5 天，按 式(3 )计 算。也 可 将 相 位 差 T,换 算 成 频 率 相 对 值 y=(r)一 青，按式(3)计算。1 9时差法1 9.1 将被检铆频标和参考频标的输出信号分别加到两台分频钟的输人端，经分频钟分频后产生的秒脉冲信号分别作为通用计数器的开门信号和关门信号。如图3 a1 9.2 枷频标经预热 1 天后开始测量，每天在同一时刻用通用计数器测出两个秒脉冲之间 的时刻差 T,，连续测量 1 5 天，得 1 6 个值，计算出相邻两天时刻差的变化量 T 二T,*l 一 T,，按式(3 )计算。或换算成频率相对值Y i(:)，按式(3)计算。2 0 相关系数 r 按式(4)或式(4 )计算:J J G 2 9 2-1 9 9 6X,，、(r)一 y(r)(t一 t)(4)艺(y(:)一 一Y(r)2 名(:一 t)2或(A T;一 o T)(t、一 t)(4文(:2 1 测量结束后，绘出漂移曲线，当 n一 Z T)2 习(:一 t)2二1 5，如果相关系数 川)0.6，即漂移曲线具有明显的单方向性，则根据计算出的日漂移率画出漂移直线，并在检定结果中给出日漂移率及相关系数;如果相关系数 r I-1 0 0 s o(七)谐波及非谐波分量3 4 将被检枷频标的输出端与频谱分析仪的输人端相连，如图7 0频谱仪 图73 5 用频谱分析仪分别测出二次谐波、三次谐波及(0.3-3)f,范围内的非谐波相对于载波电平的分贝数。3 6 根据被检伽频标产品说明书或送检单位的需要，谐波及非谐波分量可选检。(八)频率准确度的校准和测量3 7 频率准确度 A 是指被检伽频标频率标称值，对其频率实际值的偏离程度，按式(1 1)计算:f o一f 八f o 一几 八、(1 1)式中:f-频率实际值。3 8 被检铆频标在各项指标检定完毕后，对其频率准确度进行测量。如果频率准确度不满足技术要求，则要对其进行校准。五检定结果的处理和检定周期3 9 按照本规程检定的枷频标，如果各项检定项 目全部达到技术要求者，出具检定证书;检定不合格者，出具检定结果通知书，并注明不合格的项 目。4 0 伽频标的检定周期为 1 年。