2021-9-17 时间频率计量测试 时间频率计量测试 蜘谐振器 4.频率稳定度 光谱灯 滤光泡 谐振腔 光敏管 ◆频率准确度 频率源输出的实际频率值对其标称值的相对频率偏差。 缓冲 Rh十 即： f=人-6 综合混 +574丽 ◆频率稳定度 频率准确度只能表示当前测量（取样时间）的准确度，它是时间 Q一低须调制信 的函数。频率准确度随时间的变化即为频率稳定度。它表征频率源 维持其工作于恒定频事上的能力。 长期、短期稳定度：长期一年、月、日：短期一秒级。 物气泡型原子频标的原理方框图 电特品热为壁华净南 电诗地净华西正要为南一 时间频率计量测试 时间频率计量测试 1)长期频率稳定度的表征 长期稳定度是指石英诺振器老化而引起的振荡频率在其平均值 ◆日波动定义 上的缓慢变化，即频率的老化漂移。 晶体振荡器除老化漂移外，一天内还将产生频率的随 ◆日老化率 机起伏。日波动综合表征了老化漂移和随机起伏。日波动 对石英振荡器，通常用一天内的频率平均漂移作为长期稳定度的 是指频率源在24小时内最大相对频率变化。 表征，叫做“日老化率”。（如时间轴的时间取为一天） 日波动的测量：根据检定规程，测量日波动时可每隔1小 日老化率的测量：每天的“日老化率”会有所变化，实际中连续 时测量一个数据（每次测量的取样时间T>=10s),连续测24小时，共 测一周或一个月。设每天测一个数据，共测天，得，f,f.「。 利用最小二乘法拟合得到老化曲线1123。·。n 得25个数据，取出f和Em用下式计算。 ∫=a+m f6525···n S =Imax-fain 则其斜率B(估计值)相对。比值即为日老化率。 最小二乘法：A= 2(1.-,- 优 使为手菊隐4美商 时间频率计量测试 时间频率计量测试 2)短期频率稳定度的表征： 时域定义：在时域内用相对频率起伏来表征频率的不稳定性： 对瞬时频率0作有限次(n次)测量，得到、5、.、，用 贝塞尔公式计算其估计值： 100 尼r-7 》 -10 频域定义：在频域内用相位噪声来表征频率的不稳定度 E仁- 0。= f。 2用 1 和为相邻（无间隙）两次测量值，并将其作为一组，共进行 m组测量得到2m个数据。描述了相邻两次频率值的起伏变化 0 100 t.000 10.000 10.c0 t.cco.cco Offset Frequency(Hz) 短稳的测业方法差频倍增法 32021-9-17 3 铷气泡型原子频标的原理方框图 综合m× 压控晶振 5MHz 混频 倍数n× 相检 放大 87Rb 光谱灯 滤光泡 85Rb＋ 缓冲气 铷谐振器 磁屏蔽及恒温槽 谐振腔85Rb＋ 缓冲气   输出 f＝f0 ＋574 2 H0  —低频调制信号 光敏管 时间频率计量测试 时间频率计量测试 4. 频率稳定度 ◆频率准确度 频率源输出的实际频率值fx对其标称值f0的相对频率偏差。 即： 0 0 , x f f f f f       ◆频率稳定度 频率准确度只能表示当前测量（取样时间）的准确度，它是时间t 的函数。频率准确度随时间的变化即为频率稳定度。它表征频率源 维持其工作于恒定频率上的能力。 长期、短期稳定度：长期——年、月、日；短期——秒级。 时间频率计量测试 1）长期频率稳定度的表征 长期稳定度是指石英谐振器老化而引起的振荡频率在其平均值 上的缓慢变化，即频率的老化漂移。 u日老化率 对石英振荡器，通常用一天内的频率平均漂移作为长期稳定度的 表征，叫做“日老化率”。（如时间轴的时间取为一天） 日老化率的测量：每天的“日老化率”会有所变化，实际中连续 测一周或一个月。设每天测一个数据，共测n天，得f1 ,f2 ,…, fi ,…fn , 利用最小二乘法拟合得到老化曲线: 则其斜率 (估计值)相对f0比值即为日老化率。 f t       0 K f   1 2 1 ( ) ( ) ˆ ( ) n i i i n i i f f t t t t          最小二乘法： 时间频率计量测试 u日波动定义 晶体振荡器除老化漂移外，一天内还将产生频率的随 机起伏。日波动综合表征了老化漂移和随机起伏。日波动 是指频率源在24小时内最大相对频率变化。 日波动的测量：根据检定规程，测量日波动时可每隔1小 时测量一个数据(每次测量的取样时间T>=10s),连续测24小时，共 得25个数据，取出fmax和fmin，用下式计算。 m ax m in 0 f f S f   时间频率计量测试 2）短期频率稳定度的表征： 时域定义：在时域内用相对频率起伏来表征频率的不稳定性； 对瞬时频率f(t)作有限次（n次）测量，得到f1、f2、…、fn，用 贝塞尔公式计算其估计值： 频域定义：在频域内用相位噪声来表征频率的不稳定度 fi’和fi为相邻（无间隙）两次测量值，并将其作为一组，共进行 m组测量得到2m个数据。描述了相邻两次频率值的起伏变化  2 2 1 0 0 1 1 n i i f n f f f f n               2 1 0 ' 1 2 m i i i a f f f m      短稳的测量方法:差频倍增法 时间频率计量测试