JJF
中华人民共和国国家计量技术规范
JJF1958—2021
艳原子频率标准校准规范
Calibration Specification for Cesium 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 JJF1958—2021
原子频率标准校准规范 Calibration Specification for Cesium
JJF 1958—2021 代替JJG492—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：中国计量科学研究院参加起草单位：北京无线电计量测试研究所
北京大学国防科技大学
本规范委托全国时间频率计量技术委员会负责解释 JJF1958—2021
本规范主要起草人：
张爱敏（中国计量科学研究院）王玉琢（中国计量科学研究院）刘年丰（中国计量科学研究院）
参加起草人：
杨 军（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）王延辉 （北京大学）孙广富（国防科技大学） JJF1958—2021
目 录
引言 1
(Ⅱ) (1) (1) (1) (2) (2) (2) (2) (2) (3) (3) (3) (3) (3) (3) (3) (3) (4) (4) (5) (9) (10) (11) (14) (17)
范围 2 引用文件 3 概述
计量特性 4. 1 输出频率及幅度 4.2 谐波与非谐波失真 4.3 频率稳定度 4. 4 相位噪声. 4.5 相对频率偏差 4.6 频率复现性· 4.7 频率调整范围 4.8 秒脉冲（1PPS）输出 4. 9 时钟同步偏差· 5
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校准条件： 5. 1 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·· 8 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 JJF1958—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JJG492一2009《艳原子频率标准》的修订，除编辑性修改外，主要技术变化如下：
根据JJG2007一2015《时间频率计量器具》将频率准确度改为相对频率偏差；增加复现性、秒脉冲抖动、秒脉冲相位调整范围及分辨力的校准内容；一删除原规程中附录A（两种频标比对器原理）。 本规范历次版本发布情况：
JJG492—1987; JJG492—2009。
II JJF1958—2021
艳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。
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 JJF1206一2018时间与频率标准远程校准规范 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）适用于本规范。 3概述
原子频率标准（以下简称频标）是一种被动型原子频率标准，由物理部分和电子部分组成，基本原理如图1所示。物理部分主要为艳原子谐振器，谐振器内艳原子在微波激励信号作用下发生能级跃迁，输出与艳原子跃迁频率对应的鉴频信号；电子部分主要由信号解调、频率控制、晶体振荡器、信号调制、频率综合等部分组成，将晶体振荡器的频率锁定到艳原子的跃迁频率。晶振输出频率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，经过分配等处理后产生频标的输出信号，供外部使用。
原子谐振器
19. 19 GHz| 激励信号 物理部分
电子部分
频率综合
信号放大
调制控制
信号调制
信号解调
输出！
晶体振荡器
频率控制
图1艳原子频率标准基本工作原理
具备秒脉冲（1PPS）输出的频标又称为原子钟或钟，广泛应用于时频、通信、导航、航天、国防等科研、计量领域。
1 JJF1958—2021
4计量特性 4. 1 输出频率及幅度
频率：5MHz、10 MHz。 幅度（有效值）：≥1V（502负载）。 谐波与非谐波失真
4.2
谐波：≤40 dBc。 非谐波：≤—80dBc。
4.3 频率稳定度
见表1。 表示取样时间，α，（t）（阿伦标准偏差）表示频率稳定度
表1频率稳定度
gy(r) 2×10-10~7×10-11 5×10-11~1×10-11 3×10-11~5×10-12 1×10-11~3×10-12 3×10-12~8×10-13 1×10-12~2×10-13 3X10-13~8×10-14 2×10-131×10-14
t 10 ms 100 ms 1 s 10 s 100 s 1 000 s 10 000 s 1 d
4. 4 相位噪声
见表2。 f表示傅里叶分析频率，女（f）表示单边带相位噪声。
表2相位噪声
f（f）（dBc/Hz) （载波频率。=5MHz)
f 1 Hz 10 Hz 100 Hz 1 kHz 10 kHz 100 kHz
—90～—106 —120~—136 —130～—151 140~—156 145~—160 —145~—160
2 JJF1958—2021
4.5相对频率偏差
±1×10-11～±2×10-13 4.6频率复现性
1×10-12~1×10-13。 4.7频率调整范围
范围：-1×10-9～1×10-9 4.8秒脉冲（1PPS）输出
脉冲幅度：≥2.4V（50Q负载）。 脉冲宽度：20us~10ms。 上升时间：≤5ns。 抖动：≤1ns（RMS)。 脉冲相位调整范围：一0.5s～0.5s。 脉冲相位调整分辨力：≤100ns。
4.9时钟同步偏差
同步秒脉冲：脉冲幅度2V10V；
脉冲宽度100ns~100μs；上升时间≤50ns。 同步偏差：一50ns~50ns。
注：以上技术指标不作合格评定，仅供参考。
5校准条件 5.1环境条件 5.1.1环境温度
在20℃～25℃范围内任选一值，温度最大允许变化士1℃。 5.1.2环境湿度
相对湿度≤80%。 5.1.3供电电源
电压：220（1±10%）V。 频率：50（1±2%）Hz。
5.1.4其他
周围无影响仪器正常工作的电磁干扰和机械振动。
5.2测量标准及其他设备 5.2.1参考频标
输出频率：5MHz、10MHz。 频率稳定度：小于被校艳频标相同取样时间频率稳定度的1/3。 相对频率偏差：比被校频标小1个量级。 相位噪声：比被校频标相应傅里叶分析频率的相位噪声小10dB 注：参考频标可以选用一个或多个，分别满足上述要求。
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