计量测试技术手册 第11卷 时间频率pdf电子书版本下载

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目录 1

第1章 常用名词和定义 1

1.1 时间单位秒、频率 1

1.2 世界时、原子时、协调世界时 3

1.3 时间编码、DUT1 5

1.4 区时 8

1.5 测量、校准、同步 11

1.6 相位噪声谱密度、取样方差、频率稳定度 11

1.7 闪烁噪声、闪烁平台 14

1.8 频率漂移率、老化率、日波动 15

1.9 开机特性、频率复现性、频率调节精度 16

1.10 频率准确度、不确定度 17

1.11 原子钟 17

1.12 激光冷却、激光囚禁 18

1.13 罗兰C、奥米加、GPS 19

1.14 甚长基线干涉测量 20

1.15 伪随机噪声码 21

1 时频计量测试的特点 22

2 测量设备和方法类别 22

2.1 本地测量与远距离比对 22

第2章 设备与技术基础 22

2.2 校准方法及其选择 23

2.3 测量方法特性比较 24

3 振荡 26

3.1 正弦波振荡的条件 26

2.4 主要设备与技术 26

3.2 振荡的建立和稳定过程 27

3.3 振荡频率 28

4 混频（变频） 29

4.1 晶体管混频器 30

4.2 场效应管混频器 30

4.3 二极管混频器 31

4.4 参量混频器 32

5.1 晶体管倍频器 33

5.2 饱和线圈倍频器 33

5 倍频 33

5.3 阶跃恢复二极管倍频器 34

5.4 锁相式倍频器 36

6 分频 36

6.1 再生式分频器 37

6.2 锁定振荡器分频 37

6.3 数字式分频 38

6.4 其他方法分频 43

7.1 正弦鉴相器 44

7 鉴相 44

7.2 取样－保持比相器 45

8 锁相与锁频 47

8.1 锁相 47

8.2 锁频 48

8.3 环路分析的基本方法 49

9 频率合成（综合） 52

9.1 非相干合成 52

9.2 直接相干合成 55

9.3 间接相干合成 56

10.1 量子跃迁 60

10 原子谐振 60

10.2 态的选择和制备 61

10.3 谐振的检测 63

10.4 影响原子谐振频率的主要因素 65

2 采用选频网络的正弦波振荡器 66

2.1 RC振荡器 66

1 概述 66

第3章 标准频率发生器 66

2.2 LC振荡器 69

3 石英晶体振荡器 73

3.1 石英晶体谐振器 73

3.2 石英晶体振荡器 76

4 频率合成器 82

4.1 十进频率合成器 82

4.2 微机控制的数字频率合成器 85

4.3 频率合成器的特性指标 87

5 标准频率信号发生器 88

1 实用原子频率标准的性能和特点 91

第4章 原子频率标准、原子时 91

2 铷原子频率标准 92

2.1 铷汽泡型 92

2.2 铷激射器 97

3 氢原子频率标准 98

3.1 主动型氢激射器 98

3.2 被动型氢激射器 103

4 铯原子频率标准 104

4.1 磁选态型 105

4.2 光选态型 108

4.3 典型铯频标及其性能 110

5 频率基准装置 111

5.1 当代频率基准 111

5.2 铯基准装置的结构、性能和准确度评定 111

5.3 新装置的研制及其前景 115

6 原子时 118

6.1 地方原子时与国际原子时 118

6.2 TAI的产生和性能 118

6.3 应用TAI进行校准 124

第5章 模拟式频率时间测量 125

1 模拟式频率时间测量概要 125

2 谐振法 125

3 电桥法 127

4 拍频法 127

5 差频法及双重差拍法 128

5.1 差频法 128

5.2 双重差拍法 128

5.3 外差式频率计 129

6 示波器法 130

6.1 李沙育图形法 130

6.2 用双线示波器法测量差拍周期 132

6.3 外同步法 133

6.4 圆扫描法 133

7 频谱分析 133

7.1 频谱分析装置 134

7.2 频谱仪的主要特性参数 135

7.3 频域稳定度测量 136

7.4 频谱分析仪产品及其性能 137

1 计数器的基本结构 138

1.1 时间基准 138

第6章 用计数器测量频率、周期和时间间隔 138

1.2 控制电路 139

1.3 主闸门 141

1.4 计数器 141

1.5 输入电路 142

2.1 频率测量 143

2.2 周期测量 143

2 常用计数测量 143

2.3 时间间隔测量 145

2.4 相位测量 145

2.5 计算计数测量 147

2.6 计数测量的不确定度 148

3 相检宽带测频技术 149

3.1 最大公因子频率和“相位重合点” 149

3.2 相检宽带测频技术 150

3.3 双相检宽带测频技术 151

4.2 调制域测量技术 152

4 调制域测量 152

4.1 时域、频域、调制域 152

4.3 调制域分析仪 153

5 计数器产品及其性能 154

5.1 常用计数器产品 154

5.2 计数器的量程扩展 156

2 比相测量与比相器 157

2.1 比相法测量 157

1 比相器、频标比对器的测量量和导出量 157

第7章 用比相器、频标比对器测量时间差和频率差 157

2.2 高线性比相器 159

3 频差倍增测量 163

3.1 频差倍增器 163

3.2 具有频差倍增功能的其它设备 164

4 双混频时差测量仪 166

4.1 测量装置 166

4.2 测量误差 167

6 常用比相器、频标比对器及其性能 168

5 频率稳定度测量仪 168

甚低频导航及授时信号校频定时 170

1 高频（短波）时号广播应用技术 170

1.1 高频（短波）时号广播 170

第8章 应用高频时号广播和低频、 170

1.2 高频（短波）定时校频技术 175

1.3 高频定时校频设备 182

2 低频（长波）导航、授时信号应用技术 186

2.1 低频导航／授时系统 186

2.2 低频定时校频技术 196

2.3 低频定时校频设备 201

3 甚低频导航、授时信号应用技术 204

3.1 甚低频导航系统 204

3.2 甚低频校频定时技术 207

3.3 甚低频校频定时接收机 208

1.1 彩色电视副载频 210

1.2 应用副载频校频的方法 210

第9章 应用电视信号的时频比对和测量 210

1 彩色电视副载频校频技术 210

1.3 应用副载频信号校频应注意的问题 213

2 应用电视行同步信号的时频比对和测量 215

2.1 电视信号的行同步脉冲 215

2.2 应用电视行同步脉冲的时频比对和测量 216

2.3 应用电视行频信号校频 218

3.1 在电视信号中插入标准时频信息 219

3.2 电视信号中标准时频信息的取出与应用 219

3 应用插入在电视信号中的标准时频信息定时校频 219

4 应用卫星电视信号进行时频比对 220

4.1 卫星电视信号的特点 220

4.2 应用“荧光屏”卫星进行时频比对 220

5 电视法时频比对设备 221

第10章 利用卫星和其他方法的时频精确测量 222

1 可用卫星和测量方法 222

1.1 可用卫星及其性能 222

1.2 测量方法 222

1.3 主要测量误差 225

2.1 GPS的组成和信息 230

2 GPS时间测量 230

2.2 GPS时间测量的原理与技术 233

2.3 GPS定时校频接收机 245

3 GLONASS时间测量 248

3.1 GLONASS的组成和特点 248

3.2 GLONASS时间测量 249

4 其他远距离时频精确测量方法 252

4.1 搬运钟法 252

3.3 GLONASS/GPS组合接收机 252

4.2 甚长基线干涉测量法（VLBI） 253

第11章 相位噪声测量 255

1 频率源的相位噪声特性 255

1.1 噪声类型 255

1.2 相位噪声表征 256

1.3 谱密度的幂律谱模型 257

1.4 振荡器的相位噪声 258

1.5 射频放大器和倍频器的相位噪声 260

2.2 频谱仪测量法 261

2.1 概述 261

2 相位噪声测量方法 261

2.3 差拍法 263

2.4 检相法 265

2.5 鉴频法 269

2.6 毫米波相位噪声测量 271

2.7 剩余噪声测量 273

2.8 剩余调频噪声测量 275

2.9 脉冲调制波的相位噪声测量 275

3.1 HP3048A相位噪声测试系统 278

3 相位噪声测量装置 278

3.2 相位噪声测量的常用设备与特性 280

4 相位噪声谱密度与采样方差之间的转换 281

4.1 Sy（f）与σ？（2,τ）的对应关系 281

4.2 由实测值Sφ（f）换算σ？（2,τ） 282

4.3 由实测值σ？（2,τ）换算成￡（f） 283

4.4 采样方差之间的换算 283

第12章 微波频率源及微波频率测量 302

1 微波信号的特点 302

2.1 灯塔管振荡器 304

2 微波振荡器 304

2.2 速调管振荡器 305

2.3 返波管振荡器 306

2.4 体效应管振荡器 307

2.5 微波晶体管振荡器 308

2.6 微波场效应管振荡器 310

2.7 微波倍频链振荡器 310

3 微波信号发生器 312

3.1 一般信号发生器 312

3.2 微波扫频信号发生器 313

3.3 微波频率合成器 316

4 微波频率测量 319

4.1 概述 319

4.2 置换法 319

4.3 变频法 320

4.4 置换变频法 321

4.5 取样法 322

4.6 常用微波频率计 322

5.1 概述 324

5 微波波长测量 324

5.2 用测量线测量波长 325

5.3 谐振式波长计 325

5.4 毫米波波长测量 329

第13章 常用时频计量仪器的检定 332

1 常用计时仪器的检定 332

1.1 概述 332

1.2 指针式精密时钟 333

1.3 校表仪 335

1.4 秒表 336

1.5 数字式毫秒仪 336

1.6 标准数字时钟 339

1.7 时间间隔发生器 341

1.8 时间合成器 342

2 常用测量仪器的检定 346

2.1 比相仪 346

2.2 彩色电视副载频校频仪 348

2.3 频标比对器 349

2.4 指针式频率表 351

2.5 外差式频率计 352

2.6 射频频谱分析仪 353

2.7 宽频带频率稳定度时域测量装置 358

2.8 鉴相式相位噪声测量装置 360

2.9 微波频率计数器 362

3 常用频率标准的检定 365

3.1 十进频率仪 365

3.2 高稳定晶体振荡器 367

3.3 汽泡式铷原子频率标准 370

3.4 商品型铯束原子频率标准 372

3.5 频率合成器 376

4 测量数据的简易归算程序（BASIC算法程序） 379

4.1 计算相对频率y的线性漂移率K 379

4.2 计算线性漂移率K以及扣除漂移后的方差 380

4.3 计算双取样方差σy（2,T,τ）（S2）随取样时间τ的变化（S2～τ） 380

5 已公布的国家计量检定规程 382

1 光频信号的特点 384

第14章 光频标准和光频测量 384

2 激光频率标准 385

2.1 激光器及其稳频 385

2.2 兰姆凹陷稳频激光器 389

2.3 饱和吸收稳频激光器 391

2.4 应用其他参考谱线稳频 395

3 激光频率测量 395

3.1 激光频率的相对测量 395

3.2 激光频率的绝对测量 397

3.3 激光频率测量的关键——非线性元件 404

3.4 非线性光学晶体 405

4光频测量的发展与前景 406

附录 408

1 专业书籍、期刊和出版物 408

2 专业会议 409

3 国际合作机构 409

参考文献 411

术语索引 414