通过FS740设备利用GPS/北斗驯服铷钟

通过FS740设备利用GPS/北斗驯服铷钟
 

铷钟又被称为铷原子钟，是由铷原子部分和压控晶体振荡器组成。铷频标是一种被动型原子频率，利用的是基态超精细能级之间的跃迁，跃迁频率为6.834,682,612 GHz。原子迁跃对微波信号起鉴频作用而产生误差信号，通过锁相环路伺服晶振的频率，使激励信号频率锁定到原子跃迁频率，实现晶振输出频率的高度稳定和准确。

铷原子钟主要由单片机电路、伺服电路、微波倍频电路、频率调制、倍频综合电路几个模块组成。

美国SRS公司铷钟PRS10的10MHz输出来自第三倍频，应力补偿（SC-cut）晶体振荡器工作在一个恒温室中，双回路RF合成器（晶体频率22.482MHz）产生359.72MHz，并让6.834 GHz频率通过阶跃恢复二极管。这样的设计可以使相位噪声非常低（< −130 dBc/Hz at 10 Hz），即便在没有锁定铷原子的情况下，其输出表现也很良好（老化率：<5 × 1E−10 /day），与传统铷钟相比相位噪声降低42dB（如下图），并使用侧臂装有1毫克铷的灯。消除了铷耗尽作为一种失效机制，并提供了更好的温度控制，而没有多余的闪烁噪声。

PRS10铷钟主要性能：

在FS740系统中对于输出的1pps由内置的晶振或者铷钟产生，若铷钟或晶振独立产生秒脉冲，其相位会随其老化特性而逐渐漂移。而FS740中存在一个反馈，通过每秒或更高速率将1pps脉冲与GPS进行实时对比，计算出1pps脉冲与GPS的相位差，并利用FS740内部DDS进行相位调整。*终输出的1pps即利用调整后的10MHz产生。由于存在相位调整，故1pps的长期相位特性与内置的晶振的长期漂移不再相关，而与GPS/北斗卫星时间直接相关。因此，可利用其长期稳定的特性对铷钟进行驯服。
 

FS740的操作步骤:

2、将电缆从天线连接到标有“GPS ANT”的FS740的后面板输入端。

3、开机。FS740将自动搜索GPS卫星，需要1个小时来保证完全稳定。稳定后LED灯亮起。

用户可以通过计算和输入天线延迟来改善FS740的UTC值以获得绝 对校准。

4、测量天线到FS740设备的电缆长度。

6、导航到GPS>配置>天线更正

7、用天线的长度乘以1.5417ns/ft,并将数值输入。

10、通过FS740设备后面板的PULSE OUT于铷钟的1PPS in连接，即可实现对铷钟的长期校准，以使其获得更长期的稳定行。

相关性设备：

参照文献：

陈智勇，韩蒂，庆毅，董柯，汤超，盛荣武. 面向时间应用的可驯服铷钟.2013.2