SYN5609A 頻標(biāo)比對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的使用介紹

頻標(biāo)比對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的使用介紹

一個(gè)優(yōu)良的時(shí)間頻率測(cè)量系統(tǒng)，應(yīng)該是測(cè)量?jī)x器的高分辨率和頻率標(biāo)準(zhǔn)參考的準(zhǔn)確度等級(jí)要高，二者匹配達(dá)到測(cè)量的高精度、誤差小是根據(jù)檢規(guī)的要求，用頻差倍增法進(jìn)行頻標(biāo)參數(shù)測(cè)試;為保證測(cè)試數(shù)據(jù)的可靠性，參考頻標(biāo)指標(biāo)應(yīng)優(yōu)于被測(cè)頻標(biāo)指標(biāo)一個(gè)數(shù)量級(jí)。

一般情況下：頻率穩(wěn)定度、老化率、復(fù)現(xiàn)性、日波動(dòng)、開(kāi)機(jī)特性、準(zhǔn)確度、溫度特性、負(fù)載特性、電壓特性等等，都是指這種相對(duì)頻差的變化程度。在計(jì)量上它們具有各自的定義及測(cè)量和數(shù)據(jù)處理方法。 使用頻標(biāo)比對(duì)器測(cè)定頻標(biāo)源的這些基本特性時(shí)，歸根結(jié)底都是測(cè)定一段時(shí)間內(nèi)平均頻率的相對(duì)頻差。不同點(diǎn)是，所采用的平均時(shí)間要滿足各種特性的要求，特別是在測(cè)定頻率穩(wěn)定度時(shí)，要與所要求的取樣時(shí)間相一致。在取樣時(shí)間τ內(nèi)的平均相對(duì)頻差用Yx(τ) 表示，即：當(dāng)觀測(cè)時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，不平穩(wěn)過(guò)程的擾動(dòng)將體現(xiàn)出來(lái)，fx(τ)與時(shí)間 t 有關(guān)，一般隨t單方向漂移。當(dāng)觀測(cè)時(shí)間較短時(shí)，fx(τ)的變化主要是由于相位噪聲的擾動(dòng)引起的，表現(xiàn)為隨機(jī)起伏，可以認(rèn)為與t無(wú)關(guān)。通常使用的進(jìn)行精確的時(shí)間和頻率測(cè)量的方法如下：時(shí)間間隔計(jì)數(shù)器測(cè)量方法：時(shí)間間隔計(jì)數(shù)器法將兩個(gè)信號(hào)分頻得到非常低的頻率（通常為1pps），然后使用高精度的時(shí)間間隔計(jì)數(shù)器測(cè)量分頻后兩個(gè)信號(hào)的時(shí)差。

　廣義的頻率穩(wěn)定度在時(shí)域被劃分為長(zhǎng)穩(wěn)和短穩(wěn)。長(zhǎng)穩(wěn)是要決定于晶體諧振器內(nèi)部應(yīng)力緩慢變化的系統(tǒng)漂移，即老化率;短穩(wěn)則受制于環(huán)境溫濕度、負(fù)載等影響，特別是頻標(biāo)自身電路噪聲影響，是頻率的隨機(jī)小穩(wěn)定性專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)中，“頻率穩(wěn)定度”特指短穩(wěn)。

從測(cè)試時(shí)間(總耗時(shí))和抽樣時(shí)間分析，特別從隨機(jī)特性看，均力根值日穩(wěn)定度和日頻率波動(dòng)實(shí)際上類(lèi)似于短穩(wěn)。準(zhǔn)確度等級(jí)史高的頻標(biāo)老化率影響小，頻率穩(wěn)定度反映噪聲引起的隨機(jī)變化，此乃問(wèn)題的實(shí)質(zhì)。因此，標(biāo)準(zhǔn)頻標(biāo)的頻率輸出是正態(tài)分布的隨機(jī)變量。

這里的頻率穩(wěn)定度分析與通常測(cè)量誤差分析的異同點(diǎn)在于:誤差分析的研究對(duì)象是被測(cè)量因受測(cè)試手段局限而出現(xiàn)的測(cè)試數(shù)據(jù)的誤差，穩(wěn)定度分析則是排除測(cè)試誤差后，針對(duì)被測(cè)頻率本身的數(shù)據(jù)分布進(jìn)行研究;其共同點(diǎn)都是對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)的分析排除了系統(tǒng)變化的因素，而看作為隨機(jī)變量。

SYN5609A型頻標(biāo)比對(duì)測(cè)量系統(tǒng)采用雙混頻時(shí)差測(cè)量技術(shù)，7寸觸摸屏設(shè)計(jì)，具有測(cè)量開(kāi)機(jī)特性、日頻率波動(dòng)、日頻率老化率（漂移率）、長(zhǎng)短期頻率穩(wěn)定度、頻率復(fù)現(xiàn)性、頻率準(zhǔn)確度、頻差和相差等功能的精密比對(duì)儀器，并具有多項(xiàng)統(tǒng)計(jì)功能，包括平均值、峰峰值、標(biāo)準(zhǔn)偏差和趨勢(shì)圖等，其測(cè)量算法和數(shù)據(jù)處理符合國(guó)家檢定規(guī)程對(duì)有關(guān)頻標(biāo)特性測(cè)試的規(guī)定。

該測(cè)量系統(tǒng)配有上位機(jī)管理軟件，可遠(yuǎn)程讀取測(cè)量數(shù)據(jù)和導(dǎo)出測(cè)量結(jié)果文件，并與SYN5121型程控切換開(kāi)關(guān)配套使用，同時(shí)測(cè)量20路頻標(biāo)信號(hào)。

打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，觀察前面板觸摸屏顯示是否正常。如果機(jī)器工作正常，儀器進(jìn)行初始化，然后進(jìn)入測(cè)試功能選擇界面（默認(rèn)界面）；

首頁(yè)包括兩種測(cè)量項(xiàng)目和一個(gè)系統(tǒng)設(shè)置，分別包括“通用測(cè)量”，“自動(dòng)測(cè)量”，“系統(tǒng)設(shè)置”；

  觸摸屏“通用測(cè)量”操作說(shuō)明

液晶左邊為頻標(biāo)選擇，測(cè)試不同頻點(diǎn)的頻標(biāo)，請(qǐng)選擇相應(yīng)的按鈕。液晶右邊為頻率記錄趨勢(shì)進(jìn)入按鈕，以及啟動(dòng)，停止，返回操作。液晶下面為閘門(mén)設(shè)置，常用1s，10s，點(diǎn)擊設(shè)置按鈕可進(jìn)行更多閘門(mén)配置。液晶上方的狀態(tài)欄顯示統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)，以及當(dāng)前測(cè)試的閘門(mén)時(shí)間和測(cè)量狀態(tài)。

給相應(yīng)通道輸入頻率信號(hào)，點(diǎn)擊啟動(dòng)既開(kāi)始進(jìn)行測(cè)試。系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)顯示相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。當(dāng)前值為實(shí)時(shí)測(cè)的的待測(cè)頻標(biāo)的頻率，平均值，是所有統(tǒng)計(jì)的的頻率的平均值，標(biāo)稱(chēng)值為選擇的頻標(biāo)標(biāo)稱(chēng)值，周期為待測(cè)頻率的實(shí)時(shí)周期。

自動(dòng)測(cè)量是為了進(jìn)行多通道批量測(cè)量，需要配合SYN5121型程控切換開(kāi)關(guān)設(shè)備進(jìn)行通道切換分時(shí)測(cè)量。進(jìn)入到自動(dòng)測(cè)量界面后，默認(rèn)進(jìn)入到任務(wù)規(guī)劃界面。在此界面里面用于規(guī)劃相應(yīng)的通道以及測(cè)試任務(wù)。

利用數(shù)字鎖相環(huán)技術(shù)實(shí)現(xiàn)石英頻標(biāo)對(duì)銫原子頻標(biāo)的同步跟蹤,使石英頻率源既具有低相噪、高穩(wěn)定度的頻率輸出,有具有銫原子頻標(biāo)的高準(zhǔn)確度和長(zhǎng)穩(wěn)特性;設(shè)計(jì)低相噪頻率分配器模塊,實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)統(tǒng)頻標(biāo)的多路測(cè)量,提高計(jì)量保障效率。經(jīng)過(guò)系統(tǒng)驗(yàn)證,頻標(biāo)計(jì)量校準(zhǔn)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)時(shí)統(tǒng)頻標(biāo)的實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)場(chǎng)計(jì)量保障,增強(qiáng)設(shè)備性能驗(yàn)證與測(cè)試能力。

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