路径: 主页 > GB/T > 第665页 > GB/T 39724-2020 | 标准编号 | GB/T 39724-2020 (GB/T39724-2020) | | 中文名称 | 铯原子钟技术要求及测试方法 | | 英文名称 | Technical specifications and testing methods for cesium atomic clock | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | A57 | | 国际标准分类 | 17.080 | | 字数估计 | 25,246 | | 发布日期 | 2020-12-14 | | 实施日期 | 2021-07-01 | | 标准依据 | 国家标准公告2020年第28号 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、中国国家标准化管理委员会 | GB/T 39724-2020: 铯原子钟技术要求及测试方法
GB/T 39724-2020 英文名称: Technical specifications and testing methods for cesium atomic clock
1 范围
本文件规定了铯原子钟(又称铯原子频率标准)产品的技术要求、测试方法和检验规则。
本文件适用于铯原子钟产品的研制、生产与验收。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文
件,仅该日期对应的版本适用于本文件;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 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 4824-2019 工业、科学和医疗设备 射频骚扰特性 限值和测量方法
GB/T 4857.23-2012 包装 运输包装件基本试验 第23部分:随机振动试验方法
GB/T 6587-2012 电子测量仪器通用规范
GB/T 17626.3-2016 电磁兼容 试验和测量技术 射频电磁场辐射抗扰度试验
GB/T 17626.4-2018 电磁兼容 试验和测量技术 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验
GB/T 17626.6-2017 电磁兼容 试验和测量技术 射频场感应的传导骚扰抗扰度
GB/T 17626.12-2013 电磁兼容 试验和测量技术 振铃波抗扰度试验
GB/T 34094-2017 信息技术设备功耗测量方法
JJG492-2009 铯原子频率标准检定规程
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
磁场敏感度
设备在正常工作的磁场环境范围内,其输出特性随磁场变化的程度。
注:通常以单位高斯变化(每变化1Gs)引起设备信号输出特性(相对频率偏差)变化量来表示。
3.2
频率复现性
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。
3.3
频率调整范围
通过频率调整指令所能实现的频率输出范围。
3.4
频率调整分辨力
通过频率调整指令所能实现的频率调整的最小值。
3.5
频率稳定度
描述平均频率随机起伏的量。
注:平均时间称为取样时间。不同的稳定度度量值对应不同的取样时间。
3.6
温度敏感度
设备在正常工作的温度范围内,其输出特性随温度变化的程度。
注:通常以单位温度变化(每变化1℃)引起设备信号输出特性(相对频率偏差)变化量来表示。
3.7
相对频率偏差
频率实际值与频率标称值之差。
3.8
相位噪声
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。
注:单位为dBc/Hz。偏离载频的偏离值称为傅里叶频率,一般取1Hz~100kHz。
3.9
谐波失真
目标谐波的均方根值与信号电平均方根值的比值。
4 铯原子钟的分类和组成
4.1 概述
铯原子钟是以铯原子束为频率参考的被动原子频率标准,其工作原理是利用微波场与铯原子相互
作用产生鉴频信号,利用鉴频信号将微波频率锁定在铯原子基态的超精细能级上,从而实现基准频率信
号的输出,输出信号与原子跃迁频率具有同等水平的相对频率偏差和长期稳定度特性。
4.2 铯原子钟产品的分类
为了实现对微波作用后原子状态的检测,需要对原子束进行态制备。按原子态制备和检测方法的
不同,铯原子钟可分为磁选态铯原子钟、光抽运铯原子钟和磁选态光检测铯原子钟三类。磁选态铯原子钟采用选态磁铁产生的非均匀磁场进行原子态制备,并采用热丝离化与电子倍增器放大技术检测原子态获得鉴频信号;光抽运铯原子钟采用激光抽运技术进行原子态制备、采用激光诱导荧光检测技术检测原子态;磁选态光检测铯原子钟采用选态磁铁产生的非均匀磁场进行原子态制备、采用激光诱导荧光检测技术检测原子态。
按照性能指标要求的不同,铯原子钟可分为标准型铯原子钟和高性能型铯原子钟两类。
4.3 铯原子钟产品的组成
4.3.1 铯原子谐振器
铯原子谐振器是铯原子钟的核心部分,主要用于在高真空的环境下产生准直的铯原子束。在铯原
子谐振器中内置微波谐振腔,当原子束经过谐振腔时,原子束与微波场相互作用发生跃迁。铯原子谐振
器还包含态检测装置,用于将原子束的状态转化为电信号。在磁选态铯原子钟中,应内置离化丝、电子
倍增器等态检测装置;对于光抽运铯原子钟和磁选态光检测铯原子钟,应内置荧光检测装置。
4.3.2 微波频率单元
微波频率单元主要包括压控晶体振荡器和微波频率综合部分,微波频率综合部分将压控晶体振荡
器的输出信号进行倍频和调制,产生微波激励信号馈入铯原子振荡器的微波谐振腔中。
4.3.3 电路控制单元
电路控制单元对铯原子谐振器输出的误差信号进行处理,并输出到微波频率单元,从而实现对压控
晶体振荡器的闭环锁定。
电路控制单元同时对铯原子钟的各部分工作状态进行监控,通过与上位机的通信输出铯原子钟的
状态信息。
4.3.4 光学单元
在光抽运铯原子钟中,光学单元输出两束激光分别对原子束进行态制备和态检测。
在磁选态光检测铯原子钟中,光学单元输出一束激光对原子束进行态检测。
5 技术要求
5.1 功能要求
铯原子钟应具备以下功能:
a) 信号输出,铯原子钟需能够输出10MHz正弦信号及1PPS脉冲信号,可输出5MHz正弦
信号;
b) 自动......
|