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如何建立自己的时间和频率基准? [复制链接]

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离线BA7KW
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16344
只看该作者 740楼 发表于: 2006-04-20
还有电源系统
。。。。。。。。。。。。。。
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离线bd1es
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2096
只看该作者 741楼 发表于: 2006-04-20
哦,这是很有收获的访问,贼好!资料收藏了,不过俺可是很难找到机会去那嘎达,唉。

这还勾起了我的一个小回忆,俺给bpm发的qsl一直没有得到回复,有时间的话再发一次,哈哈!:):)
离线bg4kc
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2638
只看该作者 742楼 发表于: 2006-04-20
gps驯服铷频标不错,不过两者短稳都不好,不知能达到什么样的水平。
离线BG2VO
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5764
只看该作者 743楼 发表于: 2006-04-20
7kw居然------羡慕死了。
这中心看来运作很长时间了,新、旧设备都有。
发现了一个hp5370频率计,老牌标准。其20ps的指标好象还是记录。
还发现我很熟悉的srs620频率计两台,其中一个显示0.999999906508,与下面计算机屏幕的显示一样,说明是读取了频率计的内容。但这个比例(如果是的话)很不准(1e-7),不知是做啥用的。
离线BG2VO
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5764
只看该作者 744楼 发表于: 2006-04-20
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这就是传说中的的氢钟和铯钟
不知道何时才能拥有!!这是时间频率发烧友的梦想!!
这两套设备都在恒温,恒湿的环境中,温度波动低于0.1度。
电磁屏蔽。
'
这才是最厉害的设备,氢钟看来是国产的,体积并不大。铯钟就是5071,8台!这一定是互相对比用的(tvb个人还有7台呢)。

铯钟不仅频率稳定,更主要是几乎不老化、噪音非常低。

原子喷泉钟更厉害一些,但现在好象都在试验,没正式运行。
离线bd1es
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2096
只看该作者 745楼 发表于: 2006-04-21
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这才是最厉害的设备,氢钟看来是国产的,体积并不大。铯钟就是5071,8台!这一定是互相对比用的(tvb个人还有7台呢)。
铯钟不仅频率稳定,更主要是几乎不老化、噪音非常低。
原子喷泉钟更厉害一些,但现在好象都在试验,没正式运行。
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有问题,氢钟是不是要不断补充氢气的?估计那个钟里面有气瓶。
离线BA7KW
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16344
只看该作者 746楼 发表于: 2006-04-21
还有一些贴在墙上的介绍
我也把它拍下来了。。。。。。
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离线bg4kc
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2638
只看该作者 747楼 发表于: 2006-04-21
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这才是最厉害的设备,氢钟看来是国产的,体积并不大。铯钟就是5071,8台!这一定是互相对比用的(tvb个人还有7台呢)。
铯钟不仅频率稳定,更主要是几乎不老化、噪音非常低。
原子喷泉钟更厉害一些,但现在好象都在试验,没正式运行。
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临潼有个留学生在作激光冷却和激光牵引,3月份还请了法国的一个诺贝尔得者来讲。
离线BG2VO
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5764
只看该作者 748楼 发表于: 2006-04-21
转贴:hp5071a铯原子钟内部工作参数的监视与分析--http://kyc.ntsc.ac.cn/xuebao/27(1)054z.htm
摘 要:基于对1997年上半年购进的6台hp5071a铯原子钟的内部工作参数的监视结果,分析了3台铯原子钟(cs08、cs11和cs16)从开始运行到铯束管寿命结束期间内部参数的变化趋势,以及铯束管在寿命将要到期期间性能的变化情况.对铯原子钟内部工作参数的长期观察与分析,有助于对铯原子钟进行更好的维护和使用.
关键词:铯原子钟;内部工作参数;钟特性

1997年上半年国家授时中心(ntsc)购进了6台hp5071a铯原子钟,替换了老一代的
hp5061a。。。。。。。
其中1台仍继续工作(更换了新的铯束管),两台钟分别工作了5年零8个月和6年零3个月,3台钟的工作年限分别是5年零10个月、6年零2个月和6年零3个
月。
离线BG2VO
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5764
只看该作者 749楼 发表于: 2006-04-21
转贴:sohm-4与mhm-2010氢原子频标的特点比较--http://kyc.ntsc.ac.cn/xuebao/28(1)061z.htm
摘要:基于对已投入国家授时中心守时运转的sohm-4型与mhm-2010型氢原子频标的长期关注,对这两种氢原子频标的性能作了较详细的比较和分析。讨论了它们共同的优点、各自的特长和不足之处,还给出了稳定度的测试结果。
关 键 词:氢原子频标;频率稳定度;脉泽

工作寿命,sohm-4型:可连续工作5~7年。更换易耗器件后,可以继续工作,且性能指标不降
低。也有可能工作20年以上。

监控,全部实现智能化监控,触摸键盘可监视32路数据(其中有8路是隔离放大器的工作参数),并可自动记忆操作过程。综合器调整最小步跳量是7.02*10-14,最大62 时间频率学报总28卷步跳量<1*10-10。rs-232串口连接计算机,可以实时监控、实时采集数据等。在实际运转过程中,sohm-4可以通过触摸键盘完成各种操作。

信号输出,:7路输出5mhz信号;1路输出10mhz信号;1路输出1mhz信号;2路输出1pps信号。1pps的上升沿为4ns左右,脉宽20μs。1pps秒可与外部秒同步。
在实际使用中,较多的信号输出口给工作,特别是给守时工作带来了方便。高质量的1pps秒脉冲信号是尤其重要的。

控温方面,sohm-4型氢原子钟选用的是微晶玻璃腔,控温精度在0.02-0.03度,mhm-2010型氢原子频标腔温控制一般都在千分之几度。还有一个比较关键的问题是敏感元器件,国产的敏感元器件的精度不如进口的。总之,种种情况使sohm-4型氢原子钟对工作环境的恒温条件要求较高。

磁屏蔽,sohm-4型氢钟采用了锥型磁屏蔽结构,厚度由原来0.9mm增加到1.2mm,屏蔽系数增加30%以上。对氢脉泽所处的环境磁场的影响必须足够地重视。若环境磁场强度变化+1高斯,氢脉泽的输出频率会改变+3*10-14。

2004年11月,对两台sohm-4氢原子频标连续测试2*105s,2005年2月,对两台
mhm-2010型氢原子频标连续测试2*105s,得到的如下所示的频率稳定度的测量结果:
sohm-4型:1.11*10-12/s,8.63*10-15/1000s,4.2*10-15/10000s,9.9*10-15/d。
mhm-2010型:3.59*10-13/s,3.63*10-15/1000s,3.79*10-15/10000s,3.86*10-15/d。
离线bd1es
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2096
只看该作者 750楼 发表于: 2006-04-23
再贴一个关于技术的帖子:

前面俺贴了一个10mhz滤波器的帖子,说到铷钟到滤波器之间需要缓冲器,从滤波器到输出之间也需要加上缓冲器,应朋友要求,应达到这样的性能:

1、      在50ohm负载上得到5vp-p的正弦波电压,这相当于1.8v有效值,大约60毫瓦的功率。还是有道理的,既可以驱动cmos或者ttl电路,又可以送入大部分仪器中作为外同步时钟,即有足够的幅度,又不至于烧毁仪器。
2、      缓冲器是直流开路形式,即采用交流输出的电路形式。这样既可以防止有些仪器的输入端隔断直流而导致我们的缓冲器工作异常(就像我们的铷钟一样),又可以防止如果使用直流短路的缓冲器而影响仪器内部电路的直流工作状态,因为我们并不知道要接入的仪器是如何处理输入端口的。这还有一个好处是可以在缓冲器输出端加上任意的直流偏置以适应不同电路试验的要求,比如cmos实验时加上2.5v的偏压,交流电路实验时不加偏压。
3、      缓冲器最好输出阻抗远低于50ohm,定压输出。驱动50ohm电缆有两种方法,一种是缓冲器本身就是50ohm输出阻抗,另一种是缓冲器低阻抗输出,在电缆端接50ohm负载时得到传输线上的行波。我们选择后者,因为它可以变成前者,只需要在输出端串联一个几十欧姆的电阻,他也不会在电缆端头的50ohm负载断掉后引起电压上升一倍,对仪器比较安全(10vp-p还是比较可怕滴)。
4、      低失真。自然咧,要不我们加滤波器造啥?

胡擂了半天其实就是一个意思,使用运放一类的电路作个缓冲器就行了。本来去中关村想找找视频放大器、诺顿放大器或者高速大功率运放,买两个回来试试。可是转过之后俺很失望,像592一类的视频放大器输出能力不够,需要用晶体管加缓冲,像3554一类的高速功率运放不好买,还特别贵。所以俺们改变主意,既然咋也要用晶体管,何不用晶体管来个纯的,现在管子便宜,咱就因地制宜,不吃猪肉,只看猪跑。

顺便问问各位朋友,谁知道现在流行的宽带运放是哪些,好买些便宜些的。我好久不买这类零件,也不知道现在的市场情况,郁闷…

于是出现下图,大致原理如下:
1、      q101铷钟输入缓冲器:驱动滤波器用的,隔绝滤波器对铷钟内部电路带来的不良影响。
2、      带通滤波器:就是我前面帖子介绍的那种,现在置入输入输出都是50ohn阻抗的标准运行环境中,以保证匹配。同时,滤波器工作在小功率状态下,磁芯电感的非线性不明显,输出性能可以更接近设计值。
3、      带增益的输出缓冲器:滤波器的输出较小,在这里被提升,同时降低输出阻抗。q301是单管共射电压放大器,增加复合负反馈以稳定工作点、降低失真、展宽频带。q302-305是功率提升电路,特点是免调试、效率高、速度快、输出阻抗低。须说明,晶体管共射放大器3阶互调失真严重,为了保证输出纯净,在它前面加入滤波器是有好处的,总比直接放大铷钟的方波要好,所以我们把滤波器中置是一举多得。这里使用15v工作电压也是为了保证在输出5vp-p的情况下降低失真。如果需要10vp-p的输出,电源电压应提高到24v,这样与铷钟共用一个电源虽然省去一个7815,但是电路负担加大,小心烧管子,

调试要点:既然是模拟电路,就存在讨厌的调试,共三点:
1、      顺序调整l1-l3,以得到最大的10mhz输出,重复调整两遍即可。有条件的话在滤波器输入和输出端夹上示波器探头,调整磁芯使得输入输出波形的相位基本对齐,此时可以看到输入端出现中间凹陷的对称矩形波,李鲨鱼图形呈现清晰的“z”字。
2、      调整r304改变q301电压增益,以在输出端接入50ohm负载时得到规定的输出摆幅。(负载断开后电压会略有上升)。
3、      调整r301使得q301集电极电位在7-8v之间即可,此时动态范围最大,有利于降低失真。

其他问题:
1、      铷钟是否可以直接接入此电路输入端:自然咧,不过别忘了给铷钟接一个50ohm负载电阻。
2、      这是正弦波缓冲器,那么方波的缓冲输出咋办:直接在铷钟输出端加74ac04做缓冲即可,免调试。若ac04的几个门并联可以增加带载能力,但增加ac04损毁的概率。74ac04需要5v电源。

下图尺寸受限,不太清晰。需要看详细原理图和仿真波形的话请下载pdf文档。

73给各位!
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离线BG2VO
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5764
只看该作者 751楼 发表于: 2006-04-24
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再贴一个关于技术的帖子:
前面俺贴了一个10mhz滤波器的帖子,说到铷钟到滤波器之间需要缓冲器,从滤波器到输出之间也需要加上缓冲器,应朋友要求,,,,,,,,,,,,
73给各位!
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好厉害啊,学习中。多谢1es拿出来共享!
高速运放好象不好找,我手里有两个lm的高速样品,记得是3000v/us的slew rate。
另外,r309和r310是否可以短路?r308和r311的作用是与c303和c304滤波吗?取消有什么后果?
电路看来是用ewb做的,是新版multisim 8.3?
离线bd1es
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2096
只看该作者 752楼 发表于: 2006-04-24
谢谢2vo的夸奖。这个是用 ewb multisim 8.3.30 的。不过这软件仍然是bug不少,当然比过去还是强了些。比如,我的自定义电感不能改模型的参数,要不下次整个电路图文件就打不开,幸好俺备份过,好险。

r308、r310和c303、c304确实是滤波用的,我试过了,取消后没什么后果,好像用处不大,最多是限流的干活,应该可以去掉。但是我想r309和r310应该不能短路吧,对稳定工作和热补偿应该有好处。不过他们使得输出阻抗增加了几个欧姆,嘿嘿,...

还有问题。模拟电路本就不是我的强项,所以我对降低电压放大器的失真和展宽频带几乎束手无策。这个放大器的谐波失真使得滤波效果打折10db,二次谐波抑制变成35db哦,很临界了。您那里有无推荐的参考电路,让俺学习一下真是感激不尽了。

高速运放我也在犯愁,最近转过几次没有收获,难道真的没有物美价廉的吗?那岂不是逼着我们退回晶体管时代?难怪固萎的仪器里面使用了不少管子,:):)

73!
离线bg4kc
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2638
只看该作者 753楼 发表于: 2006-04-24
降低失真,除了负反馈,只有提高电压最简单。2sc1815 2sa1015的耐压较高,线性也更好。

还有一个想法:输出电路做成lc谐振电路负载怎么样?
离线bd1es
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2096
只看该作者 754楼 发表于: 2006-04-24
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降低失真,除了负反馈,只有提高电压最简单。2sc1815 2sa1015的耐压较高,线性也更好。
还有一个想法:输出电路做成lc谐振电路负载怎么样?
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谢谢4kc,q301加lc并联谐振回路是个好主意,只要控制有载q不太高的话调试和制作就会很简单,不会比1k电阻复杂多少。tnx! :d

73!
离线BG2VO
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5764
只看该作者 755楼 发表于: 2006-04-24
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谢谢2vo的夸奖。这个是用 ewb multisim 8.3.30 的。不过这软件仍然是bug不少,当然比过去还是强了些。比如,我的自定义电感不能改模型的参数,要不下次整个电路图文件就打不开,幸好俺备份过,好险。
r308、r310和c303、c304确实是滤波用的,我试过了,取消后没什么后果,好像用处不大,最多是限流的干活,应该可以去掉。但是我想r309和r310应该不能短路吧,对稳定工作和热补偿应该有好处。不过他们使得输出阻抗增加了几个欧姆,嘿嘿,...
还有问题。模拟电路本就不是我的强项,所以我对降低电压放大器的失真和展宽频带几乎束手无策。这个放大器的谐波失真使得滤波效果打折10db,二次谐波抑制变成35db哦,很临界了。您那里有无推荐的参考电路,让俺学习一下真是感激不尽了。
高速运放我也在犯愁,最近转过几次没有收获,难道真的没有物美价廉的吗?那岂不是逼着我们退回晶体管时代?难怪固萎的仪器里面使用了不少管子,:):)
73!
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原来如此,我以前ewb用的很少,是7.0版本,看到您用这个刚才才装的8.3.30。
我的低频模拟电路还凑合,但高频电路分很差劲,不明白用低频电路的道理瞎参合。
刚查了一下我以前要的sample,包括一个lm7171,这个当时很厉害的,是4100v/us的:
http://www.national.com/pf/lm/lm7171.html
但那个时候申请的时候还不知道多要(缺省1片),后来到1977年2月22日后才知道把数量改成5。
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离线bd1es
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2096
只看该作者 756楼 发表于: 2006-04-25
谢谢2vo,您给的信息抄收了。明天我也在网上找找,去电子城贩子转悠也不是办法。我的射频电路更是一塌糊涂,别提了,一般的低频模拟电路会用用常规的,创新的东东不灵,唉,好好学习天天向上!!:):)。说句正经的,模拟的东西挺好玩的,不像软件和数字电路那样枯燥,对我来说是不错的补充。

另回4kc的帖子,我仿真了lc负载,效果很好很好。一是q301集电极工作电压提高了一倍,二是加入选频功能,所以使得失真度一下子下来10db多,太好了。以至于我还要降低q301的工作电压,防止集电极峰压超过管子极限,哈哈。

唯一的不好是lc回路的有载q值达到8,不容易降下来,因为谐振电容取得太小的话受管子参数的影响比较大,所以取了100p(加其他分布电容一共120p)。这造成对电感的要求变高,不知道用2.2uh色码电感行不行,好在电流不大,明天我再实际试一试。

困了,不说了,重贴一下电路图,还有输出端的频谱和电路主要部分波形图。
示波器图是这样分颜色的:
红:2v/div dc;信号源波形,模拟铷钟;
兰:2v/div dc;滤波器输入端波形;
绿:1v/div dc:滤波器输出端波形;
黄:1v/div dc;缓冲器输出端波形;

还有个趣事,新加的lc回路校正了电路在工作频率的延迟特性,所有波形几乎都是相位对齐的, ,与上一个pdf文件对比便知。晚安各位!
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离线BG2VO
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5764
只看该作者 757楼 发表于: 2006-04-25
1es的设计可谓是精益求精了。以下国半的高速运放,增益带宽积>50mhz
http://www.national.com/vcatalog/view.cgi/?command=togglesort&attr1=gain+bandwidth&attr2=0&a2=gain+bandwidth%2f%2fv%3a8&a3=slew+rate%2f%2fv%3a8&a4=supplycurrent+per+channel%2f%2fv%3a8&a5=supply+max%2f%2fv%3a8&a6=supply+min%2f%2fv%3a8&s0=pnumber%2f%2f1&a1=subcategory%2f%2fv%3a8&a0=category%2f%2fv%3a8&m1=subcategory&t=0&m2=bpn&m0=category&as=0&render=1&domains=pnumber&q=200&i=pnumber&c1=e%3a0%2f%2fsubcategory%2f%2f%3aeq%2f%2foperational+amplifiers%3ahigh+speed+%3e+50mhz&c0=e%3a0%2f%2fcategory%2f%2f%3aeq%2f%2fanalog+-+amplifiers&tid=5

我发现这个ewb很厉害的,以前用的少主要是自己设计的电路都很简单,而且有的时候不相信这个因此用的少。现在看来,其模拟能力非常强,若是与现实有差别,基本上是参数有问题。另外,用这个画电路图非常方便,因此再次感谢1es把我引进使用ewb。
另外,那里面有几个仪器很棒,比如agilent的几个、tek 2024,嘿嘿。
离线bg4kc
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2638
只看该作者 758楼 发表于: 2006-04-25
俺先弄了个简易的。
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离线bg4kc
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2638
只看该作者 759楼 发表于: 2006-04-25
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1es的设计可谓是精益求精了。以下国半的高速运放,增益带宽积>50mhz
http://www.national.com/vcatalog/view.cgi/?command=togglesort&attr1=gain+bandwidth&attr2=0&a2=gain+bandwidth%2f%2fv%3a8&a3=slew+rate%2f%2fv%3a8&a4=supplycurrent+per+channel%2f%2fv%3a8&a5=supply+max%2f%2fv%3a8&a6=supply+min%2f%2fv%3a8&s0=pnumber%2f%2f1&a1=subcategory%2f%2fv%3a8&a0=category%2f%2fv%3a8&m1=subcategory&t=0&m2=bpn&m0=category&as=0&render=1&domains=pnumber&q=200&i=pnumber&c1=e%3a0%2f%2fsubcategory%2f%2f%3aeq%2f%2foperational+amplifiers%3ahigh+speed+%3e+50mhz&c0=e%3a0%2f%2fcategory%2f%2f%3aeq%2f%2fanalog+-+amplifiers&tid=5
我发现这个ewb很厉害的,以前用的少主要是自己设计的电路都很简单,而且有的时候不相信这个因此用的少。现在看来,其模拟能力非常强,若是与现实有差别,基本上是参数有问题。另外,用这个画电路图非常方便,因此再次感谢1es把我引进使用ewb。
另外,那里面有几个仪器很棒,比如agilent的几个、tek 2024,嘿嘿。
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ewb是不是每种仪器只能用一个? 我装过5.1,后来改mutisim了。新版本ewb哪里下的?