时间频率学报

  • 超短激光脉冲应用中的重频及重频差锁定技术研究

    王盟盟;董瑞芳;项晓;权润爱;侯飞雁;李百宏;张首刚;

    超短激光脉冲的高精度重复频率以及重频差锁定在光通信、距离测量以及光频梳等研究领域都有着重要应用。目前,商用重复频率及重频差锁定仪器仅可用于各公司自己的激光器,不具有通用性且价格较为昂贵;并且,同一台仪器无法同时用于实现重复频率及重频差的锁定。实验研究了超短激光脉冲应用中的重频及重频差锁定技术。实验中,通过直接将鉴相器后的混频信号输入到伺服控制系统中反馈控制激光器腔长,实现了重复频率锁定,锁定精度与商用重复频率锁定仪器相当。进一步使用自制的基于FPGA的频转压模块置于伺服控制器前端,实现了对重复频率锁定以及重频差的灵活切换锁定,大大降低成本的同时提高了使用灵活性。该频转压模块由于内部需要模拟信号转数字频率以及频率转电压的线性转换过程,会引入误差,因此锁定精度较商用仪器低一个量级,后期可通过对内部系统优化进一步提高锁定精度。

    2019年02期 v.42 99-106页 [查看摘要][在线阅读][下载 2423K]
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  • 铯原子喷泉钟频移的自动评定系统研究

    刘丹丹;阮军;管勇;张辉;杨帆;王心亮;施俊如;张首刚;

    "秒"定义频率9 192 631 770 Hz是理想值,在实际工作过程中,铯原子喷泉钟在外部环境(如引力场、电磁场等)、内部原子相互作用(如碰撞)下,原子样品的跃迁频率偏离了定义值,这些偏离量称为"频移"。为了获得被测原子钟信号和秒定义频率之间的偏差,需要测量所有频移量,并且给出其频率不确定度。介绍了频移自动评定系统的设计和实现,考虑了各项频移的运行周期和切换间隔,实时给出二阶塞曼频移、冷原子碰撞频移和黑体辐射频移的纠正量,计算分析获得了频移量的系统不确定度。

    2019年02期 v.42 107-114页 [查看摘要][在线阅读][下载 1458K]
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  • 应用于微波钟的十六极线型阱中汞离子囚禁数值及仿真研究

    王朝全;涂建辉;党文强;崔敬忠;

    基于多极线型Paul阱的汞离子微波钟由于不依赖于庞大、笨重的激光系统使得它重量轻、体积小,并且具有稳定度高、漂移率小等特点,非常适合作为下一代卫星导航系统和深空探测的星载原子钟,具有较高的研究价值。采用基于Matlab的数值计算和基于Simion软件的仿真模拟两种方法分别研究和总结得到了十六极阱中汞离子囚禁的若干方面特征,并针对这些特征进行了阐述和理论分析。研究结果为十六极阱中汞离子囚禁的稳定电压、离子运动轨迹以及缓冲气体对离子的冷却等方面的系统性能优化提供了指导。研究成果的应用目标是为从离子囚禁系统的优化设计角度提高微波钟的性能指标提供依据,最终为实现窄线宽、高信噪比、高稳定度的汞离子微波钟提供理想的离子囚禁系统。

    2019年02期 v.42 115-127页 [查看摘要][在线阅读][下载 3182K]
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  • 脉冲光抽运铷原子钟C场电流源分析设计

    薛文祥;王柯穆;杜志静;郝强;王鑫;张首刚;

    脉冲光抽运铷原子钟的稳定度会受到多种因素的影响,其中磁场就是重要的影响因素之一。分析了C场电流对脉冲光抽运铷原子钟稳定度的影响,利用差动放大器为核心设计研制了新型C场电流源。测试表明,电流源1 Hz和10 Hz处的噪声分别为3nA/Hz~(1/2)和1.5nA/Hz~(1/2),电流相对起伏为2×10~(-5),温度漂移为5ppm/℃。它产生的C场对脉冲光抽运铷原子钟1s处稳定度的影响小于7×10~(-16),1ks处的影响小于1×10~(-16),10ks处的影响小于5.3×10~(-17)。结果表明,该电流源的噪声、相对起伏和温度漂移等性能满足脉冲光抽运铷原子钟要求。

    2019年02期 v.42 128-134页 [查看摘要][在线阅读][下载 2203K]
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  • 基于Labwindows/CVI的铯原子喷泉钟时序控制系统研制

    刘浩;刘丹丹;阮军;王心亮;张首刚;

    基于平台Labwindows/CVI研制了NTSC-F2铯原子喷泉钟时序控制系统,和时序控制系统人机交互界面。利用人机界面设置时序的起始电平、用时、延时、相位和周期等各项参量,实现15路TTL信号和4路任意波信号的同时输出和独立输出,同步精度可达300ns。

    2019年02期 v.42 135-141页 [查看摘要][在线阅读][下载 1570K]
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  • 基于FPGA的TDC系统偏差修正方法的研究

    刘正阳;刘音华;李孝辉;

    随着TDC(time-to-digital converter)技术的广泛应用,对其精度的要求也越来越高。系统偏差作为TDC测量中不可避免的误差,通常由硬件结构、电路走线、测量过程等过程引入,其是否可以被有效修正直接影响着测量精度。为此,分析了基于FPGA(field-programmable gate array)的时间间隔测量的工作原理及系统组成,并搭建了硬件测试平台,进行了一系列时间间隔测量实验及系统偏差分析,结合FPGA测量原理,绘出了系统偏差修正方案并评估了时间间隔测量精度的影响。实验表明,建立有效的一次模型对测量结果进行拟合并对测量结果进行修正,可以将系统偏差控制在100ps以下,提高TDC测量准确度。

    2019年02期 v.42 142-150页 [查看摘要][在线阅读][下载 2747K]
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  • 动态组网高精度双向时间同步技术研究

    齐小刚;袁列萍;刘立芳;

    高精度时间同步技术在导航定位,航空航天,军事等领域具有重要的应用价值。基于该技术,控制中心可以有效地进行系统评估、仪器测量和终端服务。然而,在动态网络中,节点移动性和自组织性对时间同步提出了新的挑战。提出了时间同步技术新的分类标准,基于该标准,详细剖析了目前时间同步技术的相关研究工作。在动态组网框架下,推导了节点位置未知情况下的双向时间比对的钟差解算表达式及Sagnac效应造成的路径时延计算公式。阐述了双向时间同步的重要影响因素及对应解决方案。最后,讨论了高精度时间同步的开放性问题,指出未来研究可能的突破重点。

    2019年02期 v.42 151-161页 [查看摘要][在线阅读][下载 1551K]
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  • AD9832芯片在10.24MHz频率变换器中的应用

    张晓华;王群颖;王卫国;李娟;

    介绍了一种由10MHz高稳参考源生成10.24 MHz高稳信号的频率变换器解决方案。这种设计方案基于直接数字频率合成技术(DDS),对于DDS器件不再使用内部或外部高次倍频电路,输出频率、相位可步进调节。合成的10.24MHz信号经过后续噪声抑制、滤波处理后可作为锁相环电路的高稳时钟参考,进而提高锁相环电路输出信号频率的准确度和稳定度。

    2019年02期 v.42 162-168页 [查看摘要][在线阅读][下载 1889K]
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  • OFDM技术在BPM短波数据调制中的应用探讨

    袁江斌;华宇;李实锋;闫温合;胡召鹏;

    为了提高BPM短波数据服务性能,一种有效的途径是研究合理的数据调制方式。针对现有BPM短波授时系统的时码发播实验方案存在数据传输率低、易受干扰等问题,在不影响现有系统信号格式的基础上,提出一种可应用于BPM短波授时系统的高速率OFDM(orthogonal frequency division multiplexing)数据调制方式。给出了一种兼容性设计方案,分析了基带OFDM系统模型,提出了一种基于频率分集的OFDM数据调制方式以抵抗短波信道的频率选择性衰落。通过理论分析与几种具有代表性的参数设计方案的仿真实验,初步验证了提出的数据调制方式的有效性,同时针对实际工程应用给出了一些有参考价值的结论与建议。

    2019年02期 v.42 169-175页 [查看摘要][在线阅读][下载 883K]
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  • 基于初始运行阶段Galileo PPP国际时间传递

    欧阳明俊;杨旭海;孙保琪;葛玉龙;

    当前GNSS国际时间传递主要依赖GPS系统,增加利用BeiDou,Galileo等新兴卫星导航系统可以进一步提高国际时间传递的可靠性和精确度。2016年12月15日,Galileo系统正式宣布开始提供初始服务。为了验证探索初始运行阶段Galileo系统用于国际时间传递可能达到的效果,选取7个外接有高精度时间频率信号的GNSS跟踪站,以精密单点定位(PPP)模式开展Galileo国际时间传递试验。试验选取从2016-12-15至2017-05-01共138d的观测数据,以1d为弧长,逐天处理,采用GPS系统精密单点定位方法为参考进行比较。从未知参数设置、分析中心产品、精密钟差采样间隔、频点选取等方面,对不同的解算策略进行了分析比较。结果表明,基于本次试验选取的各个策略,6条时间传递链路Galileo系统与GPS系统作差得到时间序列,其统计标准偏差均在0.2~0.6ns之间。随着多GNSS的蓬勃发展,试验对未来多系统国际时间传递提供一定的参考意义。

    2019年02期 v.42 176-182页 [查看摘要][在线阅读][下载 1212K]
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  • 文后参考文献著录格式

    <正>文后参考文献是为撰写或编辑论文和著作而引用的有关文献信息资源,是科技论文的重要组成部分。文后参考文献反映文中有关内容的科学依据和有关资料的出处,或提供文中提及而没有展开的内容的详尽文本。文后加注参考文献不仅有助于读者了解有关内容,而且是尊重他人研究成果的体现。此外,文后参

    2019年02期 v.42 183-186页 [查看摘要][在线阅读][下载 56320]
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  • 《时间频率学报》征稿简则

    <正>1宗旨和沿革《时间频率学报》是中国科学院国家授时中心主办的学术、技术应用类刊物。本刊刊载时间频率科学及相关方面的理论和应用研究、技术与方法的成果与进展、专题评述等。《时间频率学报》的前身为创刊于1978年的《陕西天文台台刊》,2003年更名为现刊,为季刊。

    2019年02期 v.42 187页 [查看摘要][在线阅读][下载 356K]
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