GB/T 12498-1990 GB/T 12499-1990 铷原子频率标准通用技术条件及测试方法[合订本] GB/T12498-1990GB/T12499-1990 标准下载解压密码：www.bzxz.net

中华人民共和国国家标准
原子频率标准测试方法
Measuring methods for rubidiumfrequency standards
主题内容与适用范围
本标准规定了气泡型原子频率标准(以下简称“钠赖标”)的测试方法。GB/T12499±90
本标准适用于测试GB12498《原子频率标准通用技术条件》所规定的有关性能特性。2引用标准
GB6592电子测量仪器误差的一般规定3测试系统
3.1测试仪器必须经过计量检定合格，并在规定的计量周期内。3.2使用的标准仪器和测试系统应符合GB6592第3.5条的规定。4测试方法
4.1频率准确度
铆频标频率准确度通用计算公式为：A=f_f~fo-f
式中：A-—镶频标频率准确度；fx—频率实测值,Hz;
fo频率标称值，Hz
频率准确度的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1～100s)。频差倍增测周法(取样时间为1～100s）。相位比较法(取样时间为1h以上）。时差测量法（取样时间为1h以上）。d.
（1）
额率准确度的测蛋应在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。
频差倍增测频法
国家技术监督局1990-08-30批准8
1991-05-01实施
测试方框图见图1。
参考标准
酸测物频材
测试方法
GB/T12499—90
佛增器
计数器
数据收
集处理
将被测赖标的输出频率f和参考标准频率f.分别加到频差倍增器相应的输入端，和f的频差Af倍增M倍，用电子计数器测量倍增后的频率于。计数器闻门时间为取样时间，c.
系统分辨率由(2)式计算：
式中：R.-
频差倍增测额法系统分辨率；
M被测频率的有效倍增次数；
T—.取样时间，S。
4.1.2频差倍增测周法
测试方框图见图2。
率合成然
倍增2
衡频标
测试方法
避赖器
电子计数器
(测期）
数据收
集处理
（2）
将被测频标的输出频率玉和参考标准频率分别加到频差倍增器相应的输入端。把于和我的频差f倍增M倍，再与频率合成器差频，用电子计数器测量差频后的周期Ts，取样时间为=PTs，系统分辨率由(3)式计算：
式中：R频差倍增测周法系统分辨率；P——电子计数器的周期倍乘数；To
-电子计数器时标，s；
—取样时间的平均值，s。
·（3）
4.1.3相位比较法
测试方框图见图3。
.b.测试方法
参考标准
GB/T12499—90
敲测谢频标
比相仪
将被测频标的输出频率和参考标准频率f.分别加到比相仪的相应输入端。比相仪记录两信号之间相位差随时间的变化，在取样时间内读出累积相位差，然后换算成时差的变化△T。则相对频差为：AT
式中：Af—--两信号的频率差，Hz;AT
-两信号时差的变化量，$
-取样时间，s。
系统分辨率由(5)式计算：
式中：R,相位比较法系统分辨率，N-比相仪记录纸满量程格数。
4.1.4，时差测量法
、测试方框图见图4
砂脉冲
分静停2
砂脉冲
时间间弱
计数器
数频收集
（4）
（5）
b.测试方法
将被频标的输出颗率和参考标准率于，分别加到分频钟1、2,分别将信号分频为秒脉冲，分额钟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时差，相隔一段时间后再测量一次，计算出相邻两次时差的变化量△T。c.
系统分辨率由(6)式计算：
式中：R-—时差测量法系统分辨率。10
（6）
4.1.5其他方法
GB/T12499---90
凡能满足本标准的测试方法，经有关部门认可，都具有同等效力，有异议时，以本标准规定的方法为准。
4.2频率稳定度
4.2.1时域频率稳定度测量
频率稳定度的时域表征用双取样方差估计值的平方根表示，其基本公式如(7)式：C(f+-f)2
式中：m-
一取样组数；
f及fi+1—分别为第i次及第i计1次测得的额率值，Hz；一取样时间为的时域频率稳定度。o,()-
全部无间歇连续取样。取样次数为m十1，测量的取样时间与取样组数规定如下：取样时间
4.2.1.1频差倍增测频法
测试方框图：同图1；
测试方法：同4.1.1b；bZxz.net
测频法计算时域频率稳定度实用公式按(8)式：a,()
全部无间歇连续取样。取样次数m十I。4.2.1.2，额差倍增测周法
测试方框图：同图2；
测试方法：同4.1.2b；
(fi+-f)2
测周法计算时域频率稳定度实用公式按(9)式：(T+
式中：及+1--—分别为第i次及第计1次测量的取样时间值，s。全部无间歌连续取样，取样次数m十1次。4.2.1.3其他方法
取样组数
（7）
（8）
·（9）
凡能满足本标准的测试方法，经有关部门认可，都具有同等效力。有异议时，以本标准规定的方法为准。
4.2.1.4当参考标准和被测额标为同一型号或指标相同时，它们的稳定度可以认为一样，两台测得的时域频率稳定度应除以2，近似作为每台的时域频率稳定度。11
4.2.2频域频率稳定测量
GB/T 12499-90
频域频率稳定度一般用测量相位起伏频率谱密度S,(f)表示。4.2.2.1测试方框图
被测谢频标
鉴相器
参考标准
4.2.2.2测试方法
按图5连接测试系统；
囊减器
环路滤波器
低酒过波器
低噪声放大器
频谱分析仪
将开关S断开，被测标和参考标准之间有频差，用频谱仪测量该差频的幅度，并计算鉴相b.
灵敏度K，
c，闭合开关S，两频率源正交锁定，鉴相器输出电压正比于相位起伏，经低通滤波和低噪声放大后，由频谐分析仪显示出随付氏频率变化的电压值，并根据（10)式进行数据处理，可得出S.（f)。s,(f)=20ig
一由频谱仪上读出的正比于相位起伏的起伏电压值，V；式中：V.-
K-鉴相器灵敏度，V/rad；
K^—低噪声放大器放大倍数；
B——频谱仪等效噪声分析带宽，Hz;C
一频谱仪(随机信号)校正系数。（10）
4.2.2.3当两额率源是同一型号或指标相同时，可以认为具有相同的相位噪声，需将测试结果减去3 dB。
4.3频率漂移率
日漂移率K。按最小二乘法基本公式计算：-）
·（11）
（12）
式中：Ka—日漂移率，1/d；
一取样次数；
GB/T12499—90
t—取样时序（可用自然数列表示），d；f—第i次测量的频率值，Hz。
（13）
测量漂移率采用相位比较法（参看4.1.3条）或时差测量法（参看4.1.4条），每天在同一时刻记录比相仪（或时间间隔计数器）的相位差（或时差）。取样时间↑为24h。日漂移率在开机24h(或按产品标准要求)后开始测量，连续测量不少于15d。相位比较法或时差测量法计算日漂移率的公式如下：(-）
式中：AT
第i天测得的24h内相位差（或时差）的变化量，s。4.4频率复现性
频率复现性的测量方法与4.1条相同，取样时间应不小于100s。计算公式为：R=ff
式中：fi一-开机T小时的频率值,Hz；fs-停机后，再次开机T，小时的频率值，Hz。4.5频率的开机特性
频率开机特性的测量方法与4.1条相同，取样时间不小于10s。计算公式为：Va--
式中：Va、V—分别为T,和T。小时的开机特性；fa、fs、f—分别为T.、T.和T。小时测得的频率值，Hz。4.6频率的温度待性
（14）
·（15）
（16）
（17）
（18）
温度特性的测量与4.1条相同，取样时间不小于100s。在产品标准规定的工作温度范围内，最少测量五个点（包括基准温度点），每个温度点至少要保持2h。计算公式为：4
一在工作温度范围内相对于基准温度点的最大频率变化量，Hz。式中：Af-
4.7地磁场对频率的影响
（19）
地磁场对频率影响的测量方法与4.1条相同，取样时间应不小于100s。当被测标进入稳定工13
GB/T.12499—90
作状态后，在地磁场中伽频标量子系统南北取向，分别测出其频率值。计算公式为：Af
式中：Af一地磁场影响的频率变化量,Hz。4.8输出电压
输出电压的测量按图6.连接。
被谢伽频标
超高频客伏表
（20）
在被测额标的输出口上接人产品标准规定的负载，用超高颊毫伏表可直接测出信号的电压有效值。
4.9输出波形失真
4.9.1谐波失真
谐波失真的测量按图7连接。
被测断频标
频谱分析仪
选频微伏表
由频谱仪可直按测出各次谐波的分贝数。或由选频微伏表测出基波、二次谐波和三次谐波的电压分量，由此得出各次谐波的分员数。4.9.2非谐波失真
非谐波失真测量按图7连接。测量0.3fe～3f范围内非谐波的分贝数。4.10功率消耗
功率消耗的测量按图8连接。
外电源
电流表
电话表
从电流表上测出交流电流有效值(或直流电流值)I，从电压表上测出交流电压有效值（或直流电压值)V，功率消耗计算公式为：
（21）
式中：P—功率消耗，W；
一电流值，A；
一电压值，V。
附加说明：
GB/T1249990
本标准由中华人民共和国机械电子工业部提出。本标准由国营大华无线电仪器厂负责起草。本标准主要起草人张京真、秦琴华、林惠宜、邹鼎彬。15
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