GB T 12498-2012 铷原子频率标准通用规范.pdf
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1、GB ICS 17.220 L 85 和国国家标准主t-、中华人民GB/T 12498-2012 代替GBjT12498-1990 ,GBjT 12499-1990 制原子频率标准通用规范Generic specification of rubidium frequency standard 2013-06-01实施2012-12-31发布发布中华人民共和国国家质量监督检验检菇总局中国国家标准化管理委员会丸,73啪旧问川崎圆白/欠胁时GB/T 12498-2012 目次前言.1 1 范围.2 规范性引用文件-3 术语和定义.4 产品分类5 技术要求6 试验和测试方法-7 质量保证规定.8 标志
2、、包装、运输和贮存.9 随机文件和备附件.GB/T 12498-2012 目。画本标准按照GB/T1. 1-2009给出的规则起草。本标准代替GB/T12498-1990(蜘原子频率标准通用技术条件、GB/T12499-1990(蜘原子频率标准测试方法。本标准与GB/T12498-1990、GB/T12499-1990相比主要修改内容如下z二一删除了规范性引用文件中废止的标准z一一增加了规范性引用文件中现行有效的标准z修改了术语和定义相关内容z一一修改了产品分类相关内容p-一修改了技术要求相关内容z一一修改了试验方法相关内容。本标准由中华人民共和国工业和信息化部提出。本标准由全国电子测量仪器标
3、准化技术委员会(SAC/TC153)归口。本标准起草单位z北京大华元线电仪器厂。本标准主要起草人z张京真、贾卫力、郭晓先、李固臭。本标准所替代标准的历次版本发布情况为zGBjT 12498-1990; 一一-GB/T12499-1990. I GB/T 12498-2012 钢原子频率标准通用规范1 范围本标准规定了铀原子频率标准(以下简称佛频标勺的术语、定义、分类、技术要求、试验和测试方法、检验规则及标志、包装、运输和贮存要求。本标准适用于各型号制频标的产品,是产品研制、设计、生产和检验验收的主要技术依据。制定各型号铀频标产品标准应符合本标准的要求。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用
4、是必不可少的,凡是注明日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T 191 2008 包装储运图示标志GB 1002-2008 家用和类似用途单相插头插座型式、基本参数和尺寸GB/T 3873-1983 通信设备产品包装通用技术条件GB/T 6587-2012 电子测量仪器通用规范GB/T 6592 电工和电子测量设备性能表示GB/T 11463-1989 电子测量仪器可靠性试验3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3. 1 锢原子频率标准rubidium frequency standard 一种被动型原子频率标
5、准,是用铀同位素Rt7原子基态超精细结构能级间跃迁频率(6 834 682 608 Hz)去控制|晶体振荡器的输出频率,得到高稳定度频率的频率源。3.2 频率偏差frequency offset 频率实际值与频率标称值之差,一般用相对值表示。见式。): 川丁一y . ( 1 ) 式中EY一一频率偏差510一一频率标称值zf 频率实测值。3.3 频率准确度frequency accuracy 频率偏差的最大范围。表明频率实际值靠近标称值的程度。用数值定量表示时,不带正负号。1 GB/T 12498-2012 3.4 3.5 频率稳定度frequency stability 描述取样时间内平均频率
6、随机起伏程度的量。不同的稳定度量值对应不同的取样时间。用阿仑标准偏差岛(表征。相位噪声ph础enoise 单边带偏离信号载频处单位带宽(取1Hz)内功率与载频功率之比。单位为载波分贝每赫兹(dBc/Hz)。偏离载频的偏离值称为傅立叶频率,一般取1Hz100 kHzo 3.6 频率漂移frequency drift 频率随时间单方向的慢变化程度。单位时间内的频率漂移量称为频率漂移率,单位时向-般取日或月,分别称为日漂移率或月漂移率。用相对值表示。3.7 频率重现性fueny repeatability 频标工作一段时间关机后,下次再开机达到稳定后,频率值与上次关机时频率值的一致程度。用两次相对频
7、差表示q3.8 频率开机特性warm-up characteristics 铀频标锁定后输出频率准确度达到给定值所需的时间.3.9 频率温度特性temperature characteristics 蜘频标在允许工作的温度范围内,输出频率的最大相对变化量e对于温度特性遵循线性规律的铀频标,也可以用温度系数表示。4产晶分类铀频标可分为以下类型za) 台式仪器型J一般为交流供电,有控制面板(或控制接口、输出接口zb) 部件型z一般为直流供电,有控制接口及输出接口。5 技术要求5. 1 总则5. 1. 1 本标准给出的技术要求均为下限值,在制定各型号产品标准时,应结合产品的性能特性,给出相应的不低于
8、本标准规定的技术要求。5. 1.2 本标准未作规定的技术要求,应结合产品的特点,在产品标准中给出相应的规定,并符合GB/T 6592的规定。5.2 外观与结构铀频标的外观结构要求应在产品标准中规定。5.3 安全要求应符合GB/T6587-2012中4.6的规定,在产品标准中给出绝缘电阻、泄漏电流、试验电压的要求。2 G/T 12498-2012 5.4 频率特性5.4. 1 翻翻标额率准确度5.4. 1. 1 频率准确度制频标出厂时的频率准确度应优于1X 10-10。5.4. 1.2 频率调整范围蝴颜标的频率调整范围应为士2X 10-9。5.4. 1. 3 频率调整分辨力制频标若有频率细调功能
9、,应在产品标准中规定频率调整分辨力。5.4.2 频率稳定度铀频标至少应给出取样时间为1s、10s、100s的频率稳定度。5.4.3 相位噪声铀频标至少应给出偏离载频频率10Hz、100Hz, l kHz和10kHz的相位噪声。5.4.4 频率漂移率铀频标应给出日频率漂移率。5.4.5 频率重现性蜘频标应给出频率重现性,开机时间由产品标准规定,中间关机的时间应不少于24h 0 5.4.6 频率开机特性铀频标应给出开机特性。5.4.7 频率温度特性铀频标应按产品标准中规定的工作温度范围,给出频率温度特性。5.4.8 地磁场对频率的影晌地磁场对铀频标输出频率的影响应优于准确度的给出值。5.5 信号输
10、出特性5.5. 1 输出频率铀频标应在产品标准中给出输出频率值。5.5.2 输出雄形蜘频标输出披形为正弦波或脉冲。5.5.3 输出幅度蜘频标应给出输出幅度和输出负载,正弦波有效值应大于0.5V,输出负载50.0;脉冲应为TTLGB/T 12498-2012 电平。5.5.4 输出波形失真5.5.4. 1 诺遮失真制频标应给出输出信号的谐波失真。谐波失真应不大于一30dBc. 5.5.4.2 非谐波失真铀频标应给出输出信号的非谐波失真。非谐波失真应不大于一60dBc。5.6 电源和连接5.6. 1 最大功率消耗铀频标在产品标准中应规定预热工作期间的交流(或直流)最大功耗和正常工作时的交流(或直流
11、)最大功耗。5.6.2 电源适应范围a) 电源电压允许范围应是额定佳士10%; b) 电源频率允许范围应是额定值士5%。5.6.3 电源连接器交流供电的产品应使用三芯不可重接电源线。接电网端的插头型式,应符合GB1002-2008的规定。直流供电的产品电源连接器由产品标准规定。5. 7 机械特性5.7. 1 尺寸尺寸应在产品标准中规定,所要求的宽、高、探的尺寸可以规定最大尺寸。5.7.2 重量制频标应在产品标准中规定产品的最大重量。5.8 环境适应性要求铀频标应符合GB/T6587-2012中4.7的要求,在产品标准中规定其环境组别。5.9 包装运输应在产品标准中规定流通条件,按照GB/T65
12、87-2012中5.10进行试验后,包装箱不应该有较大的变形和损伤。受试仪器及附件不应有变形松脱、涂覆层剥落等机械损伤,其性能特性应符合产品标准的要求。5. 10 可靠性要求应在产品标准中给出平均故障间隔时间(MTBF)值。5. 11 电磁兼容性要求电磁兼容性要求应按GB/T6587-2012中4.9的规定,在产品标准中应规定具体抗扰度等级及测试限值。4 GB/T 12498-2012 6 试验和测试方法6. 1 试验和测试的原则和要求6. 1. 1 试验和测试应在规定的条件下进行。6. 1.2 铀频标在进行性能特性测试时,应保持蜘频标处于完整状态,测试过程中不得进行调整。6. 1. 3 试验
13、和测试用仪器。6. 1. 3. 1 使用的测试仪器应定期进行计量,并在有效期内。6. 1.3.2 使用的测试仪器应符合GB/T6592的规定。6. 1.3.3 参考频标的性能指标应满足za) 频率准确度和频率漂移率优于被测铀频标一个数量级zb) 频率稳定度优于被测铀频标3倍;c) 相位噪声小于被测铀频标10dB。6.2 性能特性测试方法6.2. 1 顿率准确度频率准确度的测量应在铀频标进入稳定工作状态后进行,进入稳定工作状态的时间由产品标准规定。频率准确度应大于频率偏差的绝对值,测量方法通常有以下四种,每种方法适用不同的取样时间。a) 频差倍增测频法(取样时间为1s100 s); b) 频差倍
14、增测周法(取样时间为1s100 s); c) 相位比较法取样时间为1h以上); d) 时差测量法(取样时间为1h以上)。6.2. 1. 1 频差倍增测频法za) 测试方框图见图1。b) 测试方法z将被测铀频标的输出频率Iz和参考标准频率10分别加到频差倍增器相应的输入端./0和Iz的频率差.1经倍增M倍后,用电子计数器测量频差倍增器的输出频率丘。计数器闸门时间为取样时间。c) 频率偏差的计算见式(2): 1.10斗M!J.f围1I-/ Y=A汗7( 2 ) 5 GB/T 12498-2012 式中z1 一频差倍增器输出频率;10 电子计数器测量频率的标称值FM一一被测频率的有效倍增次数。6.2
15、. 1. 2 频差倍增测周法a) 测试方框图见图20圄2b) 测试方法:将被测伽频标的输出频率Iz和参考标准频率10分别加到频差倍增器相应的输入端,10和Iz的频率差I经倍增M倍后,再与频率合成器差频输出F,用电子计数器测量F的周期TB,取样时间为r=PTBoc) 频率偏差的计算见式。): 式中zr 取样时间实际值,单位为秒(s); ro一取样时间标称值,单位为秒(s); P 一电子计数器的周期倍乘数。(r- ro)P y= . ( 3 ) 6.2. 1. 3 相位比较法6 a) 测试方框图见图3。fo fr 固3b) 测试方法:将被测铀频标的输出频率Iz和参考标准频率10分别加到比相仪的相应
16、输人端。比相仪记录两信号之间相位差随时间的变化,在取样时间r内读出累计相位差A,然后换算成累计时差T。c) 频率偏差的计算见式(4): T y r-210r ( 4 ) GB/T 12498-2012 式中z.T 累计时差,单位为秒(8); A 一累计相位差51一一取样时间,单位为秒(8)。6.2. 1. 4 时差测量法a) 测试方框图见图40b) 测试方法z将被测制频标的输出频率f和参考标准频率/0分别加到分频钟1、2,分别将信号分频为秒脉冲。分频钟1输出的秒脉冲作为时间间隔计数器的开门信号,分频钟2输出的秒脉冲作为关门信号。由时间间隔计数器测量两秒脉冲的时间间隔Tlt相隔一段时间r后再测量
17、一次,测得T20计算出相邻两次测得的时差.To秒脉lIP开秒脉冲关固4c) 频率偏差的计算见式。): .T y=一一. ( 5 ) r 式中z.T一一时差,单位为秒(8); r 一一取样时间,单位为秒(8)。6.2.2 频率稳定度频率稳定度的用阿仑标准偏差鸟(1)表征,其基本公式见式(6): (f什1- /;)2 =扫=2m.( 6 ) 式中zm 一一取样组数z/i及f计1分别为第t次及第i+l次测得的频率值,单位为赫兹(Hz); (1,(1) 取样时间为的频率稳定度。全部连续取样。取样次数为m+l,测量的取样时间与取样组数规定见表1。表1取样时间取样组数m1005 注30105 注1001
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- GB 12498 2012 原子 频率 标准 通用 规范
