【導讀】 蒅袂芄蒞螄袁羄薁蝕袀肆莃薆袀腿蕿蒂衿芁莂螀羈羈膅蚆羇肅莀薂羆芅膃薈羅羅蒈蒄羅肇芁螃羄腿蕆蠆羃節(jié)艿薅肂羈蒅蒁肁肄羋螀肀膆蒃蚆聿莈芆螞聿肈薂薈蚅膀莄蒄蚄芃薀螂蚃莃蚈螞肅薈薄螂膇莁蒀螁艿膄蝿螀聿荿螅蝿膁節(jié)蟻螈芃蒈薇螇羃芀蒃螆肅蒆螁螆膈艿蚇裊芀蒄薃襖羀芇葿袃膂蒂蒅袂芄蒞螄袁羄薁蝕袀肆莃薆袀腿蕿蒂衿芁莂螀羈羈膅蚆羇肅莀薂羆芅膃薈羅羅蒈蒄羅肇芁螃羄腿蕆蠆羃節(jié)艿薅肂羈蒅蒁肁肄羋螀肀膆蒃蚆聿莈芆螞聿肈薂薈蚅膀莄蒄蚄芃薀螂蚃莃蚈螞肅薈薄螂膇莁蒀螁艿膄蝿螀聿荿螅蝿膁節(jié)蟻螈芃蒈薇螇羃芀蒃螆肅蒆螁螆膈艿蚇裊芀蒄薃襖羀芇葿袃膂蒂蒅袂芄蒞螄袁羄薁蝕袀肆莃薆袀腿蕿蒂衿芁莂螀羈羈膅蚆羇肅莀薂羆芅膃薈羅羅蒈蒄羅肇芁螃羄腿蕆蠆羃節(jié)艿薅肂羈蒅蒁肁肄羋螀肀膆蒃蚆聿莈芆螞聿肈薂薈蚅膀莄蒄蚄芃薀螂蚃莃蚈螞肅薈薄螂膇莁蒀螁艿膄蝿螀聿荿螅蝿膁節(jié)蟻螈芃蒈薇螇羃芀蒃螆肅蒆螁螆膈艿蚇裊芀蒄薃襖羀芇葿袃膂蒂蒅袂芄蒞螄袁羄薁蝕袀肆莃薆袀腿

　　

【正文】 heir summation， the Allan deviation subtracts the previous data point. This differencing of successive data points removes the time dependent noise contributed by the frequency offset. An Allan deviation graph is shown in Fig. . It shows the stability of the device improving as the averaging period (τ) gets longer， since some noise types can be removed by averaging. At some point， however， more averaging no longer improves the results. This point is called the noise floor or the point where the remaining noise consists of no stationary processes such as flicker noise or random walk. The device measured in Fig. has a noise floor of ~5 10 11 at τ = 100 s. Practically speaking， a frequency stability graph also tells us how long we need 中北大學 2021 屆畢業(yè)設計說明書 第 10 頁 共 16 頁 to average to get rid of the noise contributed by the reference and the measurement system. The noise floor provides some indication of the amount of averaging required to obtain a TUR high enough to show us the true frequency offset of the DUT. If the DUT is an atomic oscillator (section ) and the reference is a radio controlled transfer standard (section ) we might have to average for 24 h or longer to have confidence in the measurement result. Five noise types are monly discussed in the time and frequency literature： white phase， flicker phase， white frequency， flicker frequency， and random walk frequency. The slope of the Allan deviation line can help identify the amount of averaging needed to remove these noise types (Fig. ). The first type of noise to be removed by averaging is phase noise， or the rapid， random fluctuations in the phase of the signal. Ideally， only the device under test would contribute phase noise to the measurement， but in practice， some phase noise from the measurement system and reference needs to be removed through averaging. Note that the Allan deviation does not distinguish between white phase noise and flicker phase noise. Table shows several other statistics used to estimate stability and identify noise types for various applications. Identifying and eliminating sources of oscillator noise can be a plex subject， but plotting the first order differences of a set of time domain measurements can provide a basic understanding of how noise is removed by averaging. Figure was made using a segment of the data from the stability graph in Fig. . It shows phase plots dominated by white phase noise (1 s averaging) ， white frequency noise (64 s averages) ， flicker frequency noise (256 s averages)， and random walk frequency (1024 s averages). Note that the white phase noise plot has a 2 ns scale， and the other plots use a 100 ps scale. 中北大學 2021 屆畢業(yè)設計說明書 第 11 頁 共 16 頁 外文 文獻中文翻譯 時間 和頻率的基本原理 介紹 時間和頻率標準應用于三種基本信息類型 ： 時間 ， 時間間隔和頻率 .時間信息有小時 ， 分 ， 秒 .通常還包括日期 (年 ， 月 ， 日 ).用來顯示和記錄時間的器件叫做鐘表 ， 如果鐘表標記了一件事的發(fā)生 ， 那么這個標記叫做時間標簽或時間印記 .日期和時間能確保事情的同步或同時發(fā)生 . 時間間隔是兩個事件持續(xù)或斷續(xù)的時間 ， 時間間隔的標準單位是秒 ， 然而許多工程上應用要求更短的時間間隔 ， 像毫秒 ， 微秒 ， 納秒 ， 和皮秒 ， 時間是七個基本物理量之一 ， 并且秒是國際單位體制制定七個基本單位之一 .許多區(qū)其他物理量的定義是依靠秒而定義的 .秒曾經定義根據(jù)地球回轉率 .原子時代正式開始在1967 年目前 SI 定義秒為 ： 秒是銫 133 原子 (Cs133)基態(tài)的兩個超精細能級之間躍遷所對應的輻射的 9， 192， 631， 770 個周期所持續(xù)的時間 。 頻率是一個事件的重復次數(shù) ， 如果 T 一個重復事件的周期 ， 那么頻率 f 是它的倒數(shù) ， 1/頻率的倒數(shù)是周期 ， T=1/ .很容易看出頻率和時間間隔關系很密切 .頻率的標準單位是赫茲 ， 定義為每秒發(fā)生的事件次數(shù)或循環(huán)次數(shù) ， 電信號的頻率通常用不同的赫茲測量 ， 包括千赫茲 ， 兆赫茲 ， 千兆赫茲 .1KHz 相當于 每秒發(fā)生一千次事件 ， 1MHz 相當于每秒發(fā)生一百萬次事件 .1GHz 相當于每秒發(fā)生十億次事件 .產生頻率的裝置叫做振蕩器 ， 設置不同振蕩器具有相同的頻率叫做同步 。 三種類型的時間和頻率信息是相似的 ， 時間間隔的標準單位是秒通過計數(shù)秒我們知道時間和日期 ， 通過計數(shù)每秒的事件數(shù)或循環(huán)數(shù) ， 我們能測量頻率于其他物理量相比時間間隔和頻率的測量具有誤差小 ， 易 于 分析的優(yōu)點 .目前最好的時間和頻率標準是 SI 誤差為 1015 其他基本 SI 單位有更大的誤差如表 所示 。 協(xié)調全世界時間 (UTC) 世界的主要度量學實驗室測量時間和頻率標準 ， 并發(fā)送的 BIPM， 法國 BIPM中北大學 2021 屆畢業(yè)設計說明書 第 12 頁 共 16 頁 收集至少 40個實驗室的 200多個原子時間和頻率標準包括來自國際標準和技術協(xié)會 (NIST).通過這些平均結果由 BIPM 產生兩個時間標準 ， 國際原子時間 (TAI)和協(xié)調全世界時間 (UTC)， 這些時間標準盡可能地與 SI 標準 接近 。 UTC 與 TAI 執(zhí)行相同的頻率 ， 然而它有區(qū)別的 TAI 是整數(shù)秒 ， 這個不同處總在增長隨著皮 秒的跳變 .皮 秒增加到 UTC 的每年 6 月 30 日或 12 月 31 日 .增加跑秒的目的在于是原子時間的誤差在 +/ 老的時間標準叫 UT1， 它根據(jù)地球的回轉率 。皮 秒作為一個小量增加到 UTC 每年一次從 1972 年開始的 。 BIPM包括 UTC 和 TAI正規(guī)的時間標準 ， 主要的度量學實驗室使用來自 BIPM控制它們時鐘和振蕩器產生的數(shù)據(jù)并產生真正的 UTC 時間 .許多實驗室描述他們的 UTC 信號是由射頻信號傳輸?shù)?， 這點將在 節(jié)討論 。 大家認為 UTC 將作為最終時間 ， 時間間隔 ， 頻率標準 ， 時間同步使 UTC 在全世界范圍顯示相同的時 ， 分 ， 秒 .振蕩器同步使 UTC 產生應用于時間間隔和頻率參考標準的信號 . 時間和頻率測量 時間和頻率測量可以 應用于度量學的其他領域 .頻率標準或時鐘測量叫做終