Стандарты частоты и времени водородные Ч1-76А, 23671-14

Назначение

Стандарты частоты и времени водородные Ч1-76А (далее - стандарты Ч1-76А, приборы) предназначены для использования в качестве источника высокоточных, высокостабильных по частоте, спектрально чистых синусоидальных сигналов с частотой 5 МГц и импульсных сигналов времени с периодом 1 с.

Описание

Стандарт Ч1-76А конструктивно выполнен в виде настольного прибора. Габариты прибора позволяют устанавливать его в стандартную радиотехническую стойку.

Стандарт Ч1-76А состоит из следующих основных блоков: квантового водородного дискриминатора с блоком управления термостатами и стабилизатором пучка, блоком АПЧ, блока управления и контроля блока питания.

Общий вид прибора и место нанесения знака утверждения типа приведены на рисунке 1.

Принцип действия стандарта Ч1-76 А основан на автоподстройке частоты кварцевого генератора к частоте линии излучения атомов водорода квантового дискриминатора. При этом влияние медленных флуктуаций частоты Грезонатора дискриминатора на линию излучения устраняется путем подстройки частоты резонатора к частоте кварцевого генератора. Так как в дискриминаторе уровень мощности, излучаемой атомами водорода, меньше суммарной мощности потерь, для индикации спектральной линии и для подстройки частоты резонатора в резонатор дискриминатора вводится фазо-модулированный сигнал возбуждения. Фазо-модулированный сигнал возбуждения формируется блоком автоматической подстройки частоты путем модуляции сигнала 5 МГц частотой 12,5 кГц, последующим умножением этого сигнала на 20 и смешиванием его с сигналом частотой 20,4 МГц, вырабатываемым перестраиваемым синтезатором. Окончательно сигнал возбуждения с частотой 1420,4 МГц выделяется непосредственно в резонаторе дискриминатора при взаимодействии 14-ой гармоники сигнала 100 МГц и сигнала синтезатора.

При взаимодействии с атомной линией и резонатором дискриминатора фазо-модулированный сигнал преобразуется в амплитудно-фазо-модулированный. Амплитуда и фаза огибающей этого сигнала несет информацию об отклонении частоты кварцевого генератора от частоты линии излучения атомов водорода и об отклонении частоты резонатора от частоты кварцевого генератора. С выхода дискриминатора амплитудно-фазо-модулированный сигнал вновь поступает в блок АПЧ, где происходит его усиление, преобразование и детектирование. После амплитудного детектора сигнал частотой 12,5 кГц поступает на селективный усилитель, выход которого соединен с двумя фазовращателями. С помощью фазовращателей разделяются сигналы расстройки резонатора и кварцевого генератора. Сигналы с фазовращателей поступают на два синхронных детектора, на которые одновременно подается опорный сигнал с частотой 12,5 кГц. После синхронных детекторов сигналы поступают на два интегрирующих усилителя. Выходные сигналы интегрирующих усилителей являются сигналами, управляющими частотой резонатора и кварцевого генератора.

Блок управления и контроля предназначен для индикации режимов работы отдельных узлов стандарта Ч1-76А и индикации кода текущего времени на цифровом табло прибора, а также индикации возникающих неисправностей, и обеспечивает также управление работой прибора дистанционно по каналу общего пользования (КОП).

Блок питания обеспечивает питающими напряжениями все блоки и узлы прибора.

Схема опломбирования прибора приведена на рисунке 2.

Мее га ос LI о ш I о ю j I j I о.ч 5м рода пня

Технические характеристики

Номинальное значение частоты выходных синусоидальных сигналов, МГц...............5.

Пределы допускаемой основной относительной погрешности по частоте........± 1,5-10"12.

Нестабильность частоты выходных синусоидальных сигналов (среднее квадратическое относительное двухвыборочное случайное отклонение частоты), не более:

12

при времени измерения:    1 с.....................................................1,5*10 ,

10 с....................................................5-10"13,

100 с...................................................2-10"13,

1000 с................................................5-10"13,

1 ч.....................................................3-10'14,

1 сут..................................................1 • 10-14.

Примечание. Нестабильность частоты обеспечивается при точности поддержания окружающей температуры ± 1 °С в любой точке диапазона рабочих температур.

Относительная погрешность воспроизведения частоты от включения к включению, не

более.........................................................................................................................................2-10"13.

Пределы допускаемого среднего относительного изменения частоты выходных сигналов

за 1 сутки ,................................................................................................................................± 3 • 10-15.

Пределы допускаемого дополнительного относительного изменения частоты при изменении температуры окружающей среды (ТКЧ) в диапазоне рабочих температур, 1/ °С... ± 2-10"14.

Разрешающая способность корректора частоты при диапазоне перестройки частоты

корректором 1 • 10-10.................................................................................................................1 • 10-14.

Эффективное значение напряжения выходных сигналов с частотой 5 МГц на нагрузке

(50 ± 2) Ом, В..........................................................................................................................от 0,8 до 1,2.

Уровень гармонических составляющих в выходном сигнале с частотой 5 МГц, дБ,

не более.............................................................................................минус 110

Уровень негармонических составляющих в спектре выходного сигнала 5 МГц в

диапазоне (10-10000) Гц, дБ, не более..............................................................минус 90.

Уровень фазовых шумов (отношение шум/сигнал) в спектре выходного сигнала

5 МГц , дБ/Гц, не более:

при отстройке от несущей: 10 Гц............................................................................минус 110;

100 Гц..........................................................................минус 125;

1 кГц............................................................................минус 135.

10 кГц.........................................................................минус 150.

Параметры выходных импульсных сигналов времени с периодом 1 с:

-    амплитуда напряжения на нагрузке (50 ± 2) Ом, В , не менее............................2,5;

-    полярность ,..................................................................................................................положитель

ная;

-    длительность импульсов, мкс..................................................................................от 10 до 20;

-    длительность фронта импульсов, нс, не более ......................................................30.

Напряжение питания, В:

-    переменное с частотой 50 Гц........................................................................................220 ± 22;

-    или постоянное    ...................................................................................................от 22 до 30.

Мощность, потребляемая от сети питания с частотой 50 Гц, В-А, не более...........135.

Мощность, потребляемая от источника постоянного напряжения, Вт, не более..90.

Средняя наработка на отказ, ч, не менее.......................................................................9000.

Габаритные размеры (высота х ширина х глубина), мм, не более............................302*381x555.

Масса, кг, не более............................................................................................................51.

Рабочие условия эксплуатации:

температура окружающей среды, °С..............................................................................от 5 до 30;

относительная влажность воздуха при температуре 25 °С, %...................................до 80;

атмосферное давление, кПа.............................................................................................от 83 до 106.

По требованиям безопасности прибор соответствует ГОСТ 12.2.091-2012, степень загрязнения 2, категория измерений 1.

Знак утверждения типа

наносится в правом верхнем углу лицевой панели прибора сеткографическим способом и на титульные листы руководства по эксплуатации и формуляра типографским способом.

Комплектность

Комплект поставки прибора приведен в таблице 1. Таблица 1

Поверка

осуществляется по методике, изложенной в разделе 6 «Поверка стандарта» документа ЕЭ2.721.655-01РЭ «Стандарт частоты и времени водородный Ч1-76А. Руководство по эксплуатации», утвержденной заместителем директора ФБУ «Нижегородский ЦСМ» 04 июня 2014 г. и руководителем ГЦИ СИ ФБУ «ГНМЦ Минобороны России» 19 августа 2014 г. Перечень основных средств поверки приведен в таблице 2.

Таблица 2

Сведения о методах измерений

Сведения о методиках (методах) измерений приведены в документе «Стандарт частоты и времени водородный Ч1-76А. Руководство по эксплуатации. ЕЭ2.721.655-01РЭ».

Нормативные и технические документы, распространяющиеся на стандарты частоты и времени водородные Ч1-76А

1.    ГОСТ 23512-98 «Стандарты частоты и времени. Общие технические требования и методы испытаний».

2.    ЕЭ2.721.655-01ТУ Стандарт частоты и времени водородный Ч1-76А. Технические

условия.

Рекомендации к применению

Выполнение работ по оценке соответствия промышленной продукции и продукции иных видов установленным законодательством Российской Федерации обязательным требованиям, осуществление деятельности в области обеспечения обороны и безопасности государства.