高稳晶振mike60的秒级频率稳定度测量

高稳晶振mike60的秒级频率稳定度测量

0频标.频率稳定度测量的关键技术在高精度的激励控制系统和测量系统中使用的频源通常采用英神机电晶体振荡器或原子频源，这些频率信号对这些频率信号的要求具有良好的秒级频率稳定。实现对频标秒级频率稳定度的高精度测量,必须根据实际情况,使用不同的测量方法、计算公式和数据处理方法。本文以高稳晶振EE1600为例对其秒级频率稳定度的测量作一些探讨。1高稳晶振的测量实验从量值传递的概念来看,参考频标的秒级频率稳定度应当比被测频标的秒级频率稳定度高三倍,才能传递。故在无较高的标准参考频标时,不能采取量值传递的方法进行测量,此时可采用两台互比的方法,测量连接如图1所示。可按(1)式计算高稳晶振EE1600的秒级频率稳定度。σ212122(τ)=σ2112(τ)+σ2222(τ)(1)式中:σ12(τ)为高稳晶振EE1600(Ⅰ)和高稳晶振EE1600(Ⅱ)相互比对时的测量结果;σ1(τ)为高稳晶振EE1600(Ⅰ)的秒级频率稳定度;σ2(τ)为高稳晶振EE1600(Ⅱ)的秒级频率稳定度。因两台频标是同类型、同特性的,其秒级频率稳定度基本相同,可认为σ1(τ)≈σ2(τ)。则σ1(τ)=σ2(τ)=σ12(τ)/2√(2)σ1(τ)=σ2(τ)=σ12(τ)/2(2)实际测量时,测量比对系统分别采用了国产的EE3591A和法国的4110A频差倍增器,将两台频标的5MHz频率输出分别输入到比对器的参考和被测输入端,测量结果如表1所示。由表1可知高稳晶振EE1600的秒级频率稳定度结果(3.73×10-12/s;3.51×10-12/s)满足说明书上的指标要求(5×10-12/s)。经多次实验得出在同样测试条件下,不同的测量比对系统所测结果不同,且使用4110A所测结果要好于使用EE3591A。究其原因,经实验测得数据如下:频差倍增器EE3591A的本身噪声:4.37×10-12频差倍增器4110A的本身噪声:3.13×10-12由此可知频差倍增器本身的噪声引入的不稳定性对频率稳定度时域测量结果有所影响。2计算成立拉格尔1332的.若送检多台同类型的高稳晶振EE1600,可知三台频标信号的秒级频率稳定度大致差不多,每台频标信号的不稳定是无规律的,且是互相完全独立的,则选用性能相同的三套测量比对系统,在同一条件下,同一时刻进行循环比对,测量连接如图2所示。可按下式计算高稳晶振EE1600的秒级频率稳定度:σ1(τ),σ2(τ),σ3(τ)。σ212122(τ)=σ2112(τ)+σ2222(τ)σ213132(τ)=σ2112(τ)+σ2332(τ)(3)σ223232(τ)=σ2222(τ)+σ2332(τ)式中:σ12(τ)为频标(Ⅰ)和频标(Ⅱ)用比对系统(Ⅰ)测得的结果;σ13(τ)为频标(Ⅰ)和频标(Ⅲ)用比对系统(Ⅲ)测得的结果;σ23(τ)为频标(Ⅱ)和频标(Ⅲ)用比对系统(Ⅱ)测得的结果;σ1(τ)为高稳晶振EE1600(Ⅰ)的秒级频率稳定度;σ2(τ):为高稳晶振EE1600(Ⅱ)的秒级频率稳定度;σ3(τ):为高稳晶振EE1600(Ⅲ)的秒级频率稳定度。σ1(τ)=(σ212+σ213−σ223)2−−−−−−−−−√σ1(τ)=(σ122+σ132-σ232)2σ2(τ)=(σ212+σ223−σ213)2−−−−−−−−−√(4)σ2(τ)=(σ122+σ232-σ132)2(4)σ3(τ)=(σ213+σ213−σ212)2−−−−−−−−−√σ3(τ)=(σ132+σ132-σ122)2用三套比对系统进行实测的结果分别为σ12(τ)=4.92×10-12/s,σ23(τ)=5.88×10-12/s,σ13(τ)=5.67×10-12/s。代入(4)式计算得:σ1(τ)=3.30×10-12/sσ2(τ)=3.65×10-12/sσ3(τ)=4.61×10-12/s此方法优点在于可分别计算出每个频标的秒级频率稳定度。缺点是三台同类源互比应两两同时比对,但在实际工作中难以实现,故采用两两循环比对的方法。3关于秒级频率稳定度测量现我所引进了俄罗斯的氢原子频率标准VCH-1004A和频率比较仪VCH-308A,其中氢原子频标VCH-1004A的秒级频率稳定度为1.5×10-12/s。高稳晶振EE1600的秒级频率稳定度为5×10-12/s,因此参考频标(氢原子频标VCH-1004A)的秒级频率稳定度比被测频标(高稳晶振EE1600)的秒级频率稳定度高三倍,故可进行量值传递,测量连接如图3所示。在测量中参考频标的频率稳定度比被测信号的频率稳定度高三倍,即σ2(τ)≤1/3σ1(τ)则由(1)式,有σ1(τ)=σ12(τ)实测高稳晶振EE1600的秒级频率稳定度的结果为3.42×10-12/s。但此法也有不足之处,因VCH-308对两输入信号的频偏要求较苛刻,应调整高稳晶振的内部晶振,使两输