Назначение
Стандарты частоты и времени рубидиевые Ч1-93 и Ч1-93/1 предназначены для формирования и выдачи потребителю высокостабильных высокоточных по частоте синусоидальных сигналов с частотами 10 (5) МГц (до 18-ти выходов), импульсного сигнала с периодом следования импульсов 1 с (5 выходов) и периодических смодулированных сигналов с частотами 2,048 (10,24) МГц (4 выхода с формирователем ФС-2,048), для измерения расхождения шкал времени (внешней и формируемой прибором), а стандарт частоты и времени Ч1-93 предназначен также для измерения частотных характеристик высокостабильных синусоидальных сигналов с частотами 10; 5; 1 МГц и периодических смодулированных с частотами 2,048 (10,24) МГц при помощи встроенного компаратора частотного и имеет в составе приёмник глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС).
Описание
В основе принципа действия стандартов частоты рубидиевых Ч1-93, Ч1-93/1 лежит автоматическая подстройка частоты (АПЧ) кварцевого генератора к значению частоты, определяемому атомной линией двойного радиооптического резонанса квантового
87
дискриминатора частоты на парах изотопа щелочного металла Rb .
Конструктивно приборы выполнены в корпусе с типоразмером 483x101x416 мм на базе функционально и конструктивно законченных несъёмных модулей в стоечном и настольном вариантах исполнения. Внешний вид и конструкция одинаковы для обеих модификаций прибора. Модификации прибора отличаются набором устанавливаемых устройств (модулей). Приборы имеют в своём составе базовый набор устройств, включающий рубидиевый опорный генератор, модуль питания, формирователь шкалы времени (ФШВ) и плату индикации, установленные в корпусе прибора. К переменным устройствам относятся 4-х канальные формирователи синусоидальных сигналов с частотой 5 МГц (ФС-5), с частотой 10 МГц (ФС-10) и с частотой 2,048(10,24) МГц (ФС-2,048), 4+х канальный формирователь импульсного сигнала
1 Гц (ФС-1), модуль компаратора частотного (КЧ) и модуль приёмника ГНСС (МПР). В базовой комплектации в Ч1-93 и Ч1-93/1 установлены ФС-10 (2 шт.), ФС-5 (1 шт.) и ФС-1(1 шт.). В приборе Ч1-93 дополнительно установлены модуль приёмника ГНСС и частотный компаратор. Электрическое соединение составных частей прибора и съёмных модулей осуществляется через объединительную плату. Приборы могут быть укомплектованы одним формирователем синусоидальных сигналов с частотой 1 МГц (взамен одного ФС-10). Электрическое соединение составных частей прибора и съёмных модулей осуществляется через объединительную плату. Встроенная система диагностики прибора Ч1 -93 позволяет оперативно определять работоспособность и состояние основных устройств прибора, а также отображать диагностическую информацию на встроенном индикаторе, расположенном на передней панели прибора. Результаты измерений компаратора частотного и измерителя временных интервалов также отображаются на индикаторе. Имеется возможность корректировки частоты выходного
_9 _12
сигнала приборов в диапазоне ± 110 с шагом 110 , используя встроенную клавиатуру на передней панели прибора. Все приборы имеют вход “1 pps” для корректировки действительного значения частоты по импульсному сигналу 1 Гц от внешнего приёмника глобальных навигационных спутниковых систем и формируют синхроимпульсы с частотой 1Гц для синхронизации внешних устройств. Стандарт частоты и времени Ч1-93 имеет интерфейсы RS-232 и USB для связи с внешним ПК.
По условиям эксплуатации стандарты частоты и времени рубидиевые Ч1-93 и Ч1-93/1 удовлетворяют требованиям, предъявляемым к аппаратуре по группе 3 ГОСТ 22261-94 с диапазоном рабочих температур от плюс 5 до плюс 40 °С.
Рисунок 1 - Общий вид приборов и место пломбировки от несанкционированного доступа
| о » и % *2* % | И К2 Tfc. м |
| «—1 - АЗ оыхм СУНУСJМГ« - л и » М I ©> а» о | - Л4 MCfl мшмьЛГц -- *1 КЗ КЗ м |
1* «7ТЯ
Программное обеспечение
Стандарты частоты и времени рубидиевые Ч1-93 и Ч1-93/1 не имеют устанавливаемого (загружаемого) программного обеспечения. Программа работы приборов, включая метрологически значимую её часть, хранится в постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ). Запись информации в микросхемы осуществляется программатором ПЗУ на этапе изготовления приборов, после записи ПЗУ изменение его содержимого невозможно. Уровень защиты программного обеспечения стандартов частоты и времени от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «высокий» согласно Р 50.2.077-2014. Общие сведения о программном обеспечении приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Идентификационные данные по программному обеспечению_
| Идентификационные данные ПО (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование | Яи.ТСЛБ.509001- 01 91 05 |
| Идентификационный номер версии | 1.0 и выше |
| Цифровой идентификатор | 4C3264 |
| Другие идентификационные данные, если имеются | - |
Конструкция стандартов частоты и времени рубидиевых Ч1-93 и Ч1-93/1 исключает возможность несанкционированного влияния на ПО СИ и измерительную информацию.
Таблица 2 - Метрологические характеристики стандартов частоты и времени
| Наименование характеристики | Нормируемые значения |
| 1 | 2 |
| Метрологические характеристики |
| Номинальные значения частот стандартов частоты | 5; 10; 2,048; 10,24 МГц, 1 Гц |
| Среднеквадратическое значение напряжения на выходах «10 МГц» и «5 МГц» стандартов частоты на нагрузке (50 ± 2) Ом, В | 1 ± 0,2 |
| Амплитудное значение напряжения на выходах «2,048 МГц» и «10,24 МГц» стандартов частоты на нагрузке (75± 5) Ом, В | ± 1,2 ± 0,12 |
| Амплитуда импульсов на выходах «1 Гц» стандартов частоты на нагрузке (50 ± 2) Ом, В, не менее полярность импульса длительность импульса, мкс длительность фронта импульсов, нс, не более | 2,5 положительная от 10 до 50 70 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности по частоте стандартов частоты при выпуске из поверки на интервале времени между поверками 1 год | ± 3 10-11 ± 8 10-10 |
| Предел допускаемой относительной погрешности воспроизведения частоты стандартов частоты от включения к включению | 210-11 |
| Пределы допускаемого среднего систематического относительного изменения частоты стандартов частоты в автономном режиме работы за 1 сут | ± 2-10-12 |
| Пределы допускаемого среднего систематического относительного изменения частоты стандартов частоты в автономном режиме работы за 1 месяц | ± 6-10-11 |
| Пределы относительной погрешности по частоте стандартов частоты за время измерения 1 час и время наблюдения 1 сут при работе в режиме непрерывной синхронизации по сигналам глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС) ГЛОНАСС и GPS; при работе в режиме синхронизации стандартов частоты по внешнему сигналу шкалы времени с периодом следования 1 с (1 Гц) от стандарта частоты и времени водородного | ± 3-10-11 ± 5 -10-12 |
| Нестабильность частоты стандартов частоты (среднеквадратическое относительное двухвыборочное отклонение частоты за времена измерения от 1 с до 1 сут и среднеквадратическое относительное отклонение частоты за времена измерения от 1 с до 100 с), измеренная на частоте 10 (5) МГц, (при нахождении температуры окружающей среды в пределах ± 1°С в любой точке диапазона рабочих температур), не более за время измерения 1 с за время измерения 10 с за время измерения 100 с за время измерения 1 ч за время измерения 1 сут | 1,4-10-11 5 10-12 3 10-12 3 10-12 3 10-12 |
| 1 | 2 |
| измеренная на частоте 2,048 (10,24) МГц, не более за время измерения 1 с за время измерения 10 с за время измерения 100 с | 2,810-11 110-11 610-12 |
| Пределы допускаемой дополнительной относительной погрешности по частоте стандартов частоты в автономном режиме работы при изменении окружающей температуры на 1°С в диапазоне рабочих температур от 5°С до 40 °С (ТКЧ) | ± 3 • 10-12 |
| Пределы допускаемой погрешности синхронизации формируемой шкалы времени стандартов частоты по входному импульсному сигналу “1 pps” с частотой 1 Гц (импульс синхронизации), нс при следующих параметрах импульсов синхронизации: период следования, с полярность импульса длительность импульса, мкс, не менее длительность фронта импульсов, нс, не более амплитуда импульсов на нагрузке 50 Ом, В; не менее, | ± 200 1 положительная 10 100 2,5 |
| Пределы допускаемой погрешности привязки шкалы времени на выходе 1 с стандартов частоты относительно шкалы времени UTC(SU) в режиме непрерывной синхронизации по сигналам ГНСС ГЛОНАСС и GPS после 8 часов прогрева и ручной синхронизации шкалы времени, мкс | ± 1 |
| Ослабление гармонических составляющих в выходном сигнале 10 (5) МГц стандартов частоты, дБ, не менее | 30 |
| Спектральная плотность мощности фазовых шумов в одной боковой полосе спектра выходного сигнала 10 МГц стандартов частоты, дБ/Гц, не более: при отстройке от несущей на (110 ± 3) Гц при отстройке от несущей на 1 кГц при отстройке от несущей на 10 кГц | минус 130 минус 140 минус 145 |
| Номинальные значения частот входных сигналов, измеряемых встроенным компаратором частотным, МГц | 1; 5; 10; 2,048; 10,24 |
| Напряжение входных сигналов встроенного компаратора частотного на нагрузке (50 ± 2) Ом, В | от 0,4 до 1,2 |
| Пределы допускаемого отклонения частоты измеряемого сигнала от частоты опорного сигнала встроенного компаратора частотного, Гц | ± 1 |
| Пределы допускаемой систематической составляющей погрешности, вносимой компаратором частотным | ± 7 -10-3 от измеряемой величины |
| Пределы допускаемых случайных составляющих погрешности, вносимой компаратором частотным (среднеквадратическое относительное отклонение и среднеквадратическое относительное двухвыборочное отклонение частоты) на частотах измеряемого сигнала 5 МГц или 10 МГц за время измерения 1 с за время измерения 10 с за время измерения 100 с за время измерения 1000 с за время измерения 3600 с (1 ч) за время измерения 1 сут | 210-12 5 • 10-13 110-13 710-14 5 • 10-14 5 • 10-15 |
| 1 | 2 |
| на частотах измеряемого сигнала 1; 2,048 и 10,24 МГц за время измерения 1 с за время измерения 10 с за время измерения 100 с | 8 10-12 210-12 5 10-13 |
| Диапазон измерения разности шкал времени встроенным измерителем временных интервалов (ИВИ) | от 10 нс до 0,999 с включ. |
| Пределы допускаемой случайной составляющей погрешности измерения разности шкал времени встроенным ИВИ, нс | ± 10 |
| Пределы допускаемой погрешности измерения разности шкал времени встроенным ИВИ, нс | ± 100 |
| Пределы допускаемой погрешности определения расхождения шкалы времени контролируемого прибора и шкалы времени UTC(SU) встроенным ИВИ в режиме непрерывной синхронизации стандартов частоты по сигналам ГНСС ГЛОНАСС и GPS, мкс Пределы допускаемой погрешности определения расхождения шкалы времени контролируемого прибора и шкалы времени UTC(SU) встроенным ИВИ после синхронизации ИВИ шкалой времени UTC(SU) за вычетом задержек в антенном тракте и приемнике на интервале наблюдения 10 минут, мкс | ± 1 ± 0,15 |
| Технические характеристики |
| Напряжение питания сети, В Частота, Гц Внешний источник питания, В ток, А, не более | 220 ± 22 50 ± 0,5 от 22 до 30 вкл. 3 |
| Средняя мощность, потребляемая приборами от сети электропитания, В-А, не более: в режиме прогрева в установившемся режиме | 60 40 |
| Время прогрева, мин, не более Время прогрева встроенного компаратора частотного, мин, не более | 120 15 |
| Г абаритные размеры (Ш х В х Г), мм, не более | 483x101x416 |
| Масса, кг, не более | 6,5 |
| Нормальные условия: Температура окружающей среды, °С Относительная влажность воздуха, % Атмосферное давление, кПа (мм рт. ст.) | 23 ± 5 от 30 до 80 от 84 до 106,7 (от 630 до 800) |
| Рабочие условия эксплуатации: Температура окружающей среды, °С, Относительная влажность воздуха, %, не более Атмосферное давление, кПа (мм рт. ст.) | от плюс 5 до плюс 40 включ. 90 при 25 °С от 70 до 106,7 (от 537 до 800) |
Знак утверждения типа
наносится на титульный лист руководства по эксплуатации ТСАБ.411653.008 РЭ типографским способом (в верхнем правом углу) и наносится на передней панели стандартов частоты и времени рубидиевых Ч1-93, Ч1-93/1 способом печати на самоклеющейся плёнке.
Таблица 3 - Комплектность стандартов частоты и времени
| Наименование, тип | Обозначение | Количество, шт. | Примечание |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| 1 Стандарт частоты и времени рубидиевый Ч1-93 в составе: | ТСАБ.411653.008 | 1 | - |
| 1.1 Антенно-усилительное устройство АУУ-1МТ (или аналогичное): ГЛОНАС L1 (от 1598,0625 до 1605,375 МГц); GPS L1 (1575,42 МГц) | - | 1 | Длина кабеля от 3 до 5 м |
| 1.2 Кабель сетевой SCZ-1 | - | 1 | Входят в комплект ЗИП |
| 1.3 Кабель соединительный | ТСАБ.685661.002 | |
| 1.4 Вставка плавкая ВП2Б-1В 1А 250В | ОЮ0.481.005 ТУ | |
| 1.5 Вставка плавкая ВП2Б-1В 3А 250В | ОЮ0.481.005 ТУ | 1 |
| 1.6 Модуль ФС-5 (5 МГц, 4 выхода) | ТСАБ.458710.001-01 | 1 | Комплектуется по заказу |
| 1.7 Модуль ФС-10 (10 МГц, 4 выхода) | ТСАБ.458710.001 | 1 | Комплектуется по заказу |
| 1.8 Модуль ФС-2,048 (2,048 МГц, 2 выхода; 10,24 МГц, 2 выхода) | ТСАБ.458170.005 | 1 | Комплектуется по заказу |
| 1.9 Компакт диск с программным обеспечением приёмника ГНСС | - | 1 | - |
| 1.10 Руководство по эксплуатации. | ТСАБ.411653.008 РЭ | 1 | Книга 1 |
| 1.11 Методика поверки | РТ МП 2294-441-2015 | 1 | Книга 2 |
| 1.12 Формуляр | ТСАБ.411653.008 ФО | 1 | Книга 3 |
| 1.13 Упаковка | ТСАБ. 305646.002 | 1 | - |
| 2 Стандарт частоты и времени рубидиевый Ч1-93/1 в составе: | ТСАБ.411653.008-01 | 1 | - |
| 2.1 Кабель сетевой SCZ-1 | - | 1 | Входят в комплект ЗИП |
| 2.2 Кабель соединительный | ТСАБ.685661.002 | |
| 2.3 Вставка плавкая ВП2Б-1В 1А 250В | ОЮ0.481.005 ТУ | |
| 2.4 Вставка плавкая ВП2Б-1В 3А 250В | ОЮ0.481.005 ТУ | 1 |
| 2.5 Модуль ФС-2,048 (2,048 МГц, 2 выхода; 10,24 МГц, 2 выхода) | ТСАБ.458170.005 | 1 | Комплектуется по заказу |
| 2.6 Руководство по эксплуатации. | ТСАБ.411653.008 РЭ | 1 | Книга 1 |
| 2.7 Методика поверки | РТ- МП- 2294-441-2015 | 1 | Книга 2 |
| 2.8 Формуляр | ТСАБ.411653.008 ФО | 1 | Книга 3 |
| 2.9 Упаковка | ТСАБ. 305646.002 | 1 | - |
Поверка
осуществляется по документу РТ- МП-2294-441-2015 “Методика поверки”, утвержденному ФБУ “Ростест-Москва” в мае 2015 г.
Основные средства поверки:
- стандарт частоты и времени водородный Ч1-76А, Госреестр номер 23671-14:
—12
- относительная погрешность по частоте за 1 год ± 1,5 10 ;
_12
- нестабильность частоты выходного сигнала за время измерения 1 с 1,5 10 ;
_13
- нестабильность частоты выходного сигнала за время измерения 10 с; 5 10
_13
- нестабильность частоты выходного сигнала за время измерения 100 с 2 10
- нестабильность частоты выходного сигнала за время измерения 1 час 3 10_14
- нестабильность частоты выходного сигнала за время измерения 1 сут 1 10_14
- блок компараторов фазовых Ч7-48, Госреестр номер 25115-03:
_13
- основная погрешность вносимая Ч7-48 (СКО) за время измерения 1 с 210 ;
- основная погрешность вносимая Ч7-48 (СКО) за время измерения 10 с 4-10_14;
- основная погрешность вносимая Ч7-48 (СКО) за время измерения 100с 5 10_15 ;
- основная погрешность вносимая Ч7-48 (СКО) за время измерения 1 ч 6-10_16;
- основная погрешность вносимая Ч7-48 (СКО) за время измерения 1 сут 1 • 10_16.
- частотомер универсальный CNT-90, Госреестр номер 41567-09:
- предел разрешающей способности CNT-90 измерения интервалов времени 100 пс.
- приемник ПС-161, Госреестр номер 43445-09:
- пределы погрешности ПС-161 синхронизации шкалы времени с UTC(SU)
в режиме “Время на твердой точке” ± 50 нс.
- компаратор частотный Ч7-1014/1, Госреестр номер 58737-14:
_12
- погрешность вносимая Ч7-1014/1 (СКО и СКДО) за время измерения 1 с 210 ;
- 13
- погрешность вносимая Ч7-1014/1 (СКО и СКДО) за время измерения 10 с 5 10 ;
- 13
- погрешность вносимая Ч7-1014/1 (СКО и СКДО) за время измерения 100с 110 ;
- погрешность вносимая Ч7-1014/1 (СКО и СКДО) за время измерения 1 ч 5 10_14;
- погрешность вносимая Ч7-1014/1 (СКО и СКДО) за время измерения 1 сут 5 • 10_15.
- осциллограф цифровой MSO 6104A, Госреестр номер 30681-06:
- относительная погрешность курсорных измерений в канале вертикального отклонения от полной шкалы (8 делений): ± (0,02 8К + 0,004 8К), где К - величина, численно равная установленному коэффициенту отклонения, В;
- относительная погрешность курсорных измерений в канале горизонтального отклонения: ± (0,000015 Тизм + 0,002 Т + 20 пс), где
Тизм - величина измеренного интервала времени, с;
Т - величина, численно равная умноженному на 10 установленному коэффициенту развертки, с.
Сведения о методах измерений
Методы измерений указаны в документе “Стандарты частоты и времени рубидиевые Ч1-93 и Ч1-93/1 Руководство по эксплуатации ТСАБ.411653.008 РЭ” в разделе 6 “Порядок работы”, входящем в комплект поставки приборов.
Нормативные и технические документы, устанавливающие требования к стандартам частоты и времени рубидиевым Ч1-93, Ч1-93/1
1 ГОСТ 8.129-2013. Государственная поверочная схема для средств измерений времени и частоты.
2 Стандарты частоты и времени рубидиевые Ч1-93, Ч1-93/1. Руководство по эксплуатации ТСАБ.411653.008 РЭ.
63416-16: Методика поверки РТ-МП-2294-441-2015Скачать992.4 Кб