JJF
中华人民共和国国家计量技术规范
JJF1957—2021
原子频率标准校准规范
Calibration Specification for Rubidium Atomic Frequency Standards
2021-12-28发布
2022-06-28实施
国家市场监督管理总局发布 JJF1957—2021
原子频率标准校准规范 Calibration Specification for Rubidium
JJF 1957—2021 代替JJG292—2009
Atomic Frequency Standards
归口单位：全国时间频率计量技术委员会主要起草单位：北京无线电计量测试研究所参加起草单位：中国计量科学研究院
中科院武汉物理数学研究所
本规范委托全国时间频率计量技术委员会负责解释 JJF1957—2021
本规范主要起草人：
沈婷梅（北京无线电计量测试研究所）柳丹 (北京无线电计量测试研究所)
参加起草人：
张爱敏（中国计量科学研究院）张越（中国计量科学研究院）徐月青（北京无线电计量测试研究所）安绍锋（中科院武汉物理数学研究所） JJF1957—2021
目 录
引言 1
(Ⅱ) (1) (1) (1) (2) (2) (2) (2) (2) (2) (3) (3) (3) (3) (3) (3) (3) (3) (3) (4) (4) (4) (5) (11) (11) (12) (15) (17)
范围· 2 引用文件. 3 概述.
计量特性· 4. 1 输出信号. 4.2 谐波与非谐波· 4.3 相对频率偏差· 4. 4 开机特性 4.5 日频率漂移率 4.6 频率稳定度. 4.7 相位噪声.· 4.8 频率复现性 4. 9 频率调整 4.10 GNSS驯服频标相对频率偏差 4.11 GNSS驯服频标秒脉冲定时偏差 4.12 GNSS驯服频标秒脉冲定时稳定度 5 校准条件
4
环境条件· 5. 2 测量标准及其他设备· 6校准项目和校准方法 6.1 校准项目 6.2 校准方法. 7校准结果表达· 82 复校时间间隔附录A 原始记录格式附录B校准证书（内页）格式附录C主要校准项目不确定度评定示例
5. 1
T JJF1957—2021
引言
本规范依据JJF1071一2010《国家计量校准规范编写规则》和JJF1059.1一2012 《测量不确定度评定与表示》编写。
本规范是对JJG292一2009《原子频率标准》的修订，与JJG292一2009相比，技术修订内容如下：
根据JJG2007一2015《时间频率计量器具》将频率准确度修改为相对频率偏差；修正了扣除频率漂移时的阿伦标准偏差计算公式；
一增加了GNSS驯服原子频率标准秒脉冲定时偏差、定时稳定度的校准项目：
完善了频率稳定度及相对频率偏差测量方法。 本规范历次版本发布情况：
JJG292—2009; -JJG292—1996。
II JJF1957—2021
原子频率标准校准规范
1范围
本规范适用于原子频率标准的校准，包括GNSS（GlobalNavigationSatellite System）驯服原子频率标准的校准。 2引用文件
本规范引用了下列文件： JJF1001一2011通用计量术语及定义 JJF1180时间频率计量名词术语及定义 JJF1403一2013全球导航卫星系统（GNSS）接收机（时间测量型）校准规范 JJG2007一2015时间频率计量器具凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范；凡是不注日期的引用文
件，其最新版本（包括所有的修改单）适用本规范。 3概述
原子频率标准（以下简称频标）是一种被动型原子频标，工作原理如图1所
示，晶振通过频率合成技术产生一个微波激励信号，同位素原子在微波激励信号感应下发生跃迁，原子跃迁信号与微波信号进行鉴频，产生误差信号，通过锁频环路控制晶振频率，使晶振合成的微波频率锁定到原子跃迁频率，输出高稳定信号
激励信号 6 834. 687 5 MHz
频率综合
铆原子鉴频器
控制信号
输出
锁频环路
晶振
图1频标工作原理
GNSS驯服频标工作原理如图2所示，利用时差（或相差）测量电路测量GNSS 输出1PPS信号与待服频标输出1PPS信号间的时差，控制单元根据时差或相差变化量不断调节频标输出信号，使其具有更小的频率偏差。
1 JJF1957—2021
输出频率信号
待驯服频标
输出1PPS信号
控制信号
时差/相差测量电路
控制单元
GNSS输出1PPS信号
GNSS接收机
图2GNSS驯服频标工作原理
频标广泛应用于武器装备、导航与定位、通信、时间频率计量等领域。
4 计量特性 4.1输出信号 4.1.1频率信号
波形：正弦波；频率：1MHz，5MHz，10MHz; 幅度：≥0.5V（有效值，502负载）。
4.1.2秒脉冲（1PPS)
脉冲幅度：≥2V（峰-峰值）；脉冲宽度：400ns~200ms；脉冲上升时间：≤10ns。
4.2 谐波与非谐波
谐波：≤一40dBc；非谐波：≤一80dBc。
4.3相对频率偏差
±（2×10-10～2×10-11）。 4.4开机特性
±（5×10-10～1×10-11）。 4.5日频率漂移率
±(1×10-11～1×10-13)/d。
2 JJF1957—2021
4. 6 频率稳定度
见表1，（）（ （阿伦标准偏差）表示频率稳定度。
表1 频率稳定度
频率稳定度（） 5×10-11~2×10-12 2×10-11~8×10-13 5×10-12~2×10-13 2×10-12~8X10-14 2×10-12~2×10-14 5×10-12~2×10-14
取样时间间隔T
1 s 10 s 100 s 1 000 s 10 000 s 1 d
4. 7 相位噪声
见表2，f表示傅里叶分析频率，（f）表示相位噪声。
表2相位噪声
相位噪声f（f)/（dBc/Hz）
傅里叶分析频率于
70～110 —90～—140 —110～—150 —125～—160 130~—165 —130～-165
1 Hz 10 Hz 100 Hz 1 kHz 10 kHz 100 kHz
4.8 频率复现性
5×10-11~2×10-12。 4. 9 频率调整
范围：±2×10-9。 4.10GNSS驯服频标相对频率偏差
±（1×10-11～5×10-13）（=1d)。 4.11GNSS服频标秒脉冲定时偏差
锁定模式：定时偏差I≥20ns；保持模式：1定时偏差I≥100ns。
4.12 GNSS驯服频标秒脉冲定时稳定度
≥1 ns。 注：以上指标仅供参考。
5 校准条件 5. 1 环境条件
环境温度：在18℃～25℃范围内任选一值，温度最大允许变化士1℃；
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