如何建立自己的时间和频率基准？ [复制链接]

看了3天终于到尾了

加個記號！

来老大这里学完留个爪子

我们知道，电子表都是靠内部的晶体振荡器来准确走时的，既然是晶体振荡器，那么考查它的性能也不外乎频率准确度，稳定度，相躁等指标。那么，我的问题是，表的准确度跟上述哪个指标有关系。如果，一块石英电子表，一天走时偏差1s，是上述哪个参数不好引起的呢？

电子表相噪可基本忽略不计
第一个是准确度，可人为校准，校准了才能考核稳定度；第二个是稳定度，由于元件性能参数、温度、电路等原因，就基本不受控了。

我测试过小天宝的保持性能，小天宝锁定3天后拔掉天线，同时用计数器51311（接外部基准）测试1小天宝10m输出和timeacc-007(内置gps+铷钟，专门测试时间信号精度的）测试小天宝1pps偏差。结果对比如下：

                    53131测试10m       timeacc-007测试1pps  
拔天线前的频率和1pps偏差如下：10.000,000,000,2mhz     46ns
拔天线后4h－－－－－－－－－： 9.999,999,998,5mhz     -168ns
拔天线后10h----------------：9.999,999,999,2mhz     +1.925us
拔天线后23h----------------：9.999,999,998,2mhz     +7.895us

  从上可以看出频率精度和时间偏差不是一一对应关系，我怀疑频率输出受温度和老化以及算法调整的影响，10m输出是在一个基线上来回变动的，但1pps偏差是累积的（即越来越大）。我觉得应该根据频率变化的结果，应该有一个对应的公式，可以计算出时间偏差的大小。可查了很多资料和论坛，都没有上述说明。

1pps按理说用10m硬件做可直接得到，可不受软件控制，但1pps为同步gps时间，应该会有软件算法干涉；要是没有gps信号，就同步切换ocxo，1pps稳定性也就取决于ocxo了。

频率基准点取样很重要，要想测试天宝10m和1pps之间的关系，53131取外部基准测试天宝10m，timeacc-007的基准应参考外部基准或天宝10m来测试1pps。

53131的外部基准我是使用另一款内置铷钟的gps，锁定10天以上。

又见一种以前没有见过的铷钟

这个是我diy的1pps驯服，最后一张图片是用lpro-101为基准，测试的结果。
至少知道了自己diy的驯服偏差约在+-0.3ppb的范围！

楼上很强呀，先祝贺一个！有电路图吗，能否发给我看看（da-hei@sohu.com),谢谢！

这个原理很简单的，就是个用1pps闸门的频率计。da部分用pwm实现！

一般的恒温振荡源楼上的能给一些数据吗？
那些制作太强了，还有那些可以透露的，多上一点，学习学习。
另外请教一下，可否推荐几个大动态的检波器件（>80db），误差小的，>=10mhz就可以了。

'

一般的恒温振荡源楼上的能给一些数据吗？
那些制作太强了，还有那些可以透露的，多上一点，学习学习。

'


需要什么数据呢，ocxo无非就是压控灵敏度，这个需要测试才知道！

'

需要什么数据呢，ocxo无非就是压控灵敏度，这个需要测试才知道！

'
就是一般独立的ocxo的稳定状态，频率变化的情况。

可否推荐几个大动态的检波器件（>80db），误差小的，能工作在10mhz就可以了。

'

就是一般独立的ocxo的稳定状态，频率变化的情况。

'

这个看资料就清楚了，datasheet都有，如果查不到型号，有条件的话自己可以测一下。

'

可否推荐几个大动态的检波器件（>80db），误差小的，能工作在10mhz就可以了。

'

没用过这玩意！

手里有几个坏的prs10铷钟，准备研究研究，看能否修好一，二个，这玩意有玩过的吗？

1、cpt原子钟原理：

  coherent population trapping (cpt) 即相干布局囚禁是原子能级被一对相干光场激发时的非线性现象。在一个最简单的例子中，原子从基态的两个超精细能级被抽运到同一个激发态能级，如果这两个光场的频率差接近于原子的基态超精细分裂差，那么可以看到原子将会处于两个基态的叠加态 |nc> = a|1> + b|2>, 这个态的原子不再与光场相互作用，这种叠加态一般被称作暗态或者 cpt 态。而对于与之正交的叠加态 |c> = b|1> - a|2> ，原子与光场有很强的相互作用。因此，当原子由任意一个态 |s 〉开始演化，它将以正比于矩阵元 <s|c> 平方的速度来吸收光子。通过光抽运过程，原子向暗态积累并且停止从光场吸收光子。因此出现这样的共振：当两个光场的频率差远离于原子的基态超精细分裂差时，吸收便很大，反之当它们很接近时，吸收便减弱，这就是 cpt 共振效应。

  cpt 共振谱线的特性由线宽和高度来表征，高度一般也用吸收对比度来描述， c=h/absorption ，这两个量决定了利用 cpt 共振频率来做钟的好坏程度。高对比度和窄线宽意味着好的频率稳定度。

  新一代原子钟项目就是利用 cpt 原理来实现原子钟的小型化。传统的气室频标，其物理部分的最小体积受制于共振微波腔的大小。为了形成共振，腔的大小必须要大于辐射微波场的半波长。对于氢 maser ，铯钟和铷钟，这个波长都是几厘米的量级，因此对于发展便携式的气室频标带来问题。此外，更重要的是维持气室和腔的温度稳定都需要消耗很大的能量。由于原子的跃迁频率与温度密切相关，因此气室必须稳定于一个确定的温度点，如果这个温度点和环境温度相差很大，那么将会有很大的能量消耗于维持其温度。

而 cpt 技术不需要在原子气室上加微波场，因此也就不受制于辐射场的波长，那么利用 cpt 原理就有可能设计出比一般要小得多的原子钟出来。而且，相应的功耗也将大大降低。由于这些原因， cpt 方法便成为小型原子钟的最佳选择。

2、我国的cpt原子钟介绍：

  中科院武汉物理与数学研究所在其所研制的国内首台cpt原子钟的基础上，研制出性能得到明显改进的cpt原子钟——万年误差不到1秒。

　　据介绍，cpt原子钟是利用原子的相干布局囚禁原理而实现的一种新型原子钟，也是目前从原理上唯一可实现微型化的原子钟，其计时精度可达到走时一万年误差不到1秒。

　　其体积、功耗比目前体积、功耗最小的铷原子钟还要小得多。最小的cpt原子钟可为手表尺寸，并用纽扣电池供电。它在远程通讯系统定时、大范围通讯网络同步、武器装备的便携化等军、民应用方面具有很好的应用前景。

  cpt钟还能通过mems（微机电加工）工艺制成体积、功耗比铷钟小两个量级的微型原子钟。微型cpt钟的应用将大幅度地扩展原子钟的应用范围。

　　2006年，中科院武汉物理与数学研究所研制出我国首台cpt原子钟样机，随后立即转入具有重要应用背景的样机研制。最近，以顾思洪研究员为首的研究人员在cpt原子钟核心技术攻关方面取得重要进展。目前研制的cpt原子钟不但体积较小，cpt原子钟原子钟的性能也有了进一步的改进，其稳定度和功耗等主要指标已与国外商品钟的指标相当。

  据了解中国的nim、北京大学量子电子学研究所等科研机构也在进行cpt原子钟的研究，另据了解四川天奥星华时频技术有限公司cpt mems（芯片级）钟也将在2～3年内实现批量生产。

3、国外cpt mems原子钟：

  国外主要有美国nist、法国lptf、德国pfb等国家计量实验室研究，以下主要介绍美国nist的cpt科研成果。

  nist在2004年就已经研究出功耗75mw尺寸1.5*1.5*4.2mm（体积9.5立方毫米）的cpt mems原子钟芯片，每秒稳定度优于2.5e-10；2009年已研究出功耗〈10mw的cpt mems原子钟，每小时稳定度优于〈1e-11，而且价格大约只需要100美圆cpt mems原子钟。相信不久的将来cpt mems原子钟一定会改变我们的生活！！！

美国nist cpt mems原子钟