RU2178196C1 - Oscillation frequency storage technique - Google Patents
Oscillation frequency storage technique Download PDFInfo
- Publication number
- RU2178196C1 RU2178196C1 RU2000128982A RU2000128982A RU2178196C1 RU 2178196 C1 RU2178196 C1 RU 2178196C1 RU 2000128982 A RU2000128982 A RU 2000128982A RU 2000128982 A RU2000128982 A RU 2000128982A RU 2178196 C1 RU2178196 C1 RU 2178196C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- frequency
- measure
- deviation
- time
- standard
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 title description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 9
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 abstract 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 4
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Measuring Frequencies, Analyzing Spectra (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области метрологии и может быть использовано при эксплуатации мер частоты (иногда будем называть их просто мерами). The invention relates to the field of metrology and can be used in the operation of frequency measures (sometimes we will call them simply measures).
Известен способ хранения частоты колебаний мерой частоты [1] , содержащий повторяемые через интервалы времени Тi (где i номер интервала времени) операции измерения отклонения частоты меры от частоты эталона Δfi и коррекции частоты меры на величину Δfi. Измерение отклонения частоты меры от частоты пространственно удаленного эталона может проводиться по радио, телевизионным или спутниковым сигналам или методом транспортируемых часов, а от частоты эталона, расположенного в непосредственной близости к мере, с помощью частотных или фазовых компараторов и электронно-счетных частотомеров.A known method of storing oscillation frequency with a frequency measure [1], which is repeated at time intervals T i (where i is the number of time intervals) of measuring the deviation of the measure frequency from the standard frequency Δf i and correcting the measure frequency by Δf i . The deviation of the measure frequency from the frequency of the spatially remote reference can be measured by radio, television or satellite signals or by the method of the transported clock, and from the frequency of the reference, located in close proximity to the measure, using frequency or phase comparators and electronically counted frequency meters.
Интервал Тi, через который измеряют отклонение частоты меры, зависит от погрешности меры по частоте, которую надо получить, погрешности измерений, от доступности эталона во времени (он может работать не непрерывно, а включаться время от времени, например, 1 раз в 3 месяца) и других факторов.The interval T i through which the deviation of the measure frequency is measured depends on the error of the measure in frequency that needs to be obtained, the measurement error, on the availability of the standard in time (it may not work continuously, but turn on from time to time, for example, once every 3 months ) and other factors.
Так, например, погрешность измерений частоты по радиосигналам составляет ~ 1•10-12 при измерениях в течение 1 суток, и для получения погрешности меры по частоте ~ 1•10-14 необходимо измерения проводить непрерывно в течение 100 суток, при этом коррекцию частоты меры можно проводить лишь 1 раз в 100 суток.So, for example, the error in measuring the frequency of radio signals is ~ 1 • 10 -12 when measuring within 1 day, and to obtain the error of a measure in frequency ~ 1 • 10 -14, it is necessary to carry out measurements continuously for 100 days, while the correction of the measure frequency can be carried out only 1 time in 100 days.
Если измерения проводятся с помощью транспортируемых часов, то при больших расстояниях между мерой и эталоном (сотни и тысячи км) проводить такие измерения затруднительно, поэтому они проводятся не чаще 1 раза в месяц или даже в квартал. If measurements are carried out using a transported watch, then at large distances between the measure and the standard (hundreds and thousands of kilometers) it is difficult to carry out such measurements, therefore they are carried out no more than 1 time per month or even quarterly.
Данный способ хранения частоты колебаний по совокупности существенных признаков взят за прототип. This method of storing the oscillation frequency in the aggregate of essential features is taken as a prototype.
Недостатком прототипа является большая погрешность меры по частоте, получаемая данным способом, из-за наличия систематического дрейфа частоты, который имеется даже у таких высокостабильных мер, какими являются квантовые водородные стандарты частоты. The disadvantage of the prototype is the large error of the frequency measure obtained by this method, due to the presence of a systematic frequency drift, which even such highly stable measures as quantum hydrogen frequency standards have.
Так, например, сравнительно небольшой дрейф частоты водородного стандарта ~ 1•10-15 в сутки приводит к отклонению частоты меры (погрешности по частоте) ~ 10-13 за 3 месяца, а современные требования к высокоточным мерам частоты значительно выше.For example, a relatively small drift in the frequency of the hydrogen standard ~ 1 • 10 -15 per day leads to a deviation of the frequency of the measure (frequency error) ~ 10 -13 in 3 months, and modern requirements for high-precision frequency measures are much higher.
Предлагаемое изобретение решает проблему уменьшения погрешности по частоте мер, периодически сравниваемых с эталоном. The present invention solves the problem of reducing the error in the frequency of measures periodically compared with the standard.
Сущность предлагаемого изобретения состоит в том, что в способе хранения частоты электрических колебаний, содержащем повторяемые через интервалы времени Тi (где i= 1, 2, 3, . . . номер интервала времени), начиная с начального момента времени, операции измерения отклонения частоты меры от частоты эталона и коррекции частоты меры на величину измеренного отклонения, дополнительно на протяжении каждого интервала времени Тi, начиная с интервала Т2, в моменты времени кΔt (к= 1,2, . . . , , Δt много меньше Тi) корректируют частоту меры на величину
где βi-1 - величина дополнительной коррекции частоты меры в моменты времени kΔt на интервале времени Тi-1, при этом β1= 0;
Тi-1 величина (i-1)-гo интервала времени, через который осуществляют измерение отклонения частоты меры от частоты эталона и коррекцию частоты меры на величину измеренного отклонения;
Δt интервал времени, через который дополнительно корректируют частоту меры;
Δfi-1 отклонение частоты меры от частоты эталона, измеренное в конце интервала времени Ti-1.The essence of the invention lies in the fact that in the method of storing the frequency of electrical vibrations, containing repeated at time intervals T i (where i = 1, 2, 3, ... the number of the time interval), starting from the initial moment of time, the operation of measuring the frequency deviation measures from the frequency of the reference and correction of the frequency of the measure by the value of the measured deviation, additionally for each time interval T i , starting from the interval T 2 , at time instants kΔt (k = 1,2, ..., , Δt is much less than T i ) adjust the frequency of the measure by
where β i-1 is the value of the additional correction of the measure frequency at time instants kΔt on the time interval T i-1 , while β 1 = 0;
T i-1 is the value of the (i-1) -th time interval through which the measure deviation is measured from the reference frequency and the measure frequency is corrected by the measured deviation;
Δt is the time interval after which the measure frequency is further adjusted;
Δf i-1 the deviation of the measure frequency from the frequency of the standard, measured at the end of the time interval T i-1 .
На фиг. 1 штрих-пунктирными линиями изображено изменение во времени отклонения частоты меры от частоты эталона по способу, принятому за прототип, а сплошными линиями по предлагаемому способу. In FIG. 1 dashed lines show the change in time of the deviation of the frequency of the measure from the frequency of the standard according to the method adopted for the prototype, and solid lines according to the proposed method.
На фиг. 2 приведена структурная схема одного из возможных вариантов устройства, реализующего предлагаемый способ, в котором измерение отклонения частоты меры от частоты эталона осуществляется с помощью частотного компаратора и электронно-счетного частотомера, где обозначено:
1 мера частоты;
2 эталон (частоты);
3 частотный компаратор;
4 электронно-счетный частотомер.In FIG. 2 shows a structural diagram of one of the possible variants of a device that implements the proposed method, in which the measurement of the deviation of the measure frequency from the reference frequency is carried out using a frequency comparator and an electronically counted frequency meter, where it is indicated:
1 measure of frequency;
2 reference (frequencies);
3 frequency comparator;
4 electronically counted frequency meter.
Реализация предлагаемого способа хранения частоты электрических колебаний включает проведение следующих операций:
- измерение отклонения частоты меры 1 от частоты эталона 2 Δfi с помощью частотного компаратора 3 и электронно-счетного частотомера 4, повторяемое через интервалы времени Тi (где i= 1, 2, . . . номер интервала), начиная с начального момента времени;
- коррекция частоты меры 1 на величину Δfi повторяемая через интервалы времени Тi, начиная с начального момента времени;
- коррекция частоты меры 1 в течение интервала Тi (начиная с T2) в моменты времени kΔt (k= 1, 2, . . . , , Δt<<Ti) на величину β, определяемую согласно выражению (1).Implementation of the proposed method for storing the frequency of electrical oscillations includes the following operations:
- measuring the deviation of the frequency of
- correction of the frequency of
- correction of the frequency of
Процесс хранения частоты и проводимые вычисления осуществляют в следующем порядке. The frequency storage process and the calculations are carried out in the following order.
В начальный момент времени с помощью частотного компаратора 3 и электронно-счетного частотомера 4 измеряют отклонение частоты меры 1 от частоты эталона 2 Δf0 и частоту меры 1 корректируют на величину Δf0 до совпадения с частотой эталона 2.At the initial moment of time, using the
Операцию измерения отклонения частоты меры 1 повторяют в момент времени T1 и частоту меры корректируют на величину Δf1, полученную в результате измерения.The operation of measuring the frequency deviation of the
Величина есть фактическая скорость систематического дрейфа частоты меры 1 на интервале времени T1. Такую же величину скорости прогнозируют на интервал Т2.Value there is the actual rate of systematic frequency drift of
На интервале времени Т2 в моменты времени kΔt (k= 1, 2 . . . , , Δt<<T2, ) проводят коррекцию частоты меры 1 на величину β2, где .On the time interval T 2 at times kΔt (k = 1, 2..., , Δt << T 2 ,) carry out the correction of the frequency of
Из-за погрешности измерений и несоответствия фактического изменения частоты прогнозируемому в конце интервала Т2 частота меры 1 будет иметь отклонение от частоты эталона 2, равное Δf2, которое измеряют с помощью частотного компаратора 3 и электронно-счетного частотомера 4 и частоту меры 1 корректируют на величину Δf2.Due to the measurement error and the discrepancy between the actual frequency change predicted at the end of the T 2 interval, the frequency of
Таким образом, фактическая скорость систематического дрейфа частоты меры 1 на интервале Т2 равна .Thus, the actual rate of systematic frequency drift of
Такую же величину скорости дрейфа прогнозируют на интервал Т3, на котором в моменты времени kΔt проводят коррекцию частоты меры 1 на величину β3, где .The same magnitude of the drift velocity is predicted for the interval T 3 , in which at times kΔt the frequency of
Далее процесс повторяется. The process is then repeated.
На i-ом интервале времени Тi коррекцию частоты меры 1 в моменты времени kΔt проводят на величину βi,, где βi определяется согласно выражению (1).On the i-th time interval T i, the correction of the frequency of
Аналогичные операции проводят, когда измерения отклонения частоты меры 1 от частоты эталона 2 осуществляют не с помощью частотного компаратора и электронно-счетного частотомера, а с помощью радио или телевизионных приемников. В этом случае измерения проводят не в момент Тi, а непрерывно в течение всего интервала Тi, а вычисление и коррекцию частоты меры на величину Δfi проводят в конце интервала Тi.Similar operations are carried out when measuring the deviation of the frequency of
Как правило, скорость систематического дрейфа частоты мер уменьшается со временем, поэтому коррекция частоты в моменты времени kΔt может производиться также на величину меньшую, чем βi/ . Конкретную величину коррекции определяют, исходя из данных о скорости такого уменьшения, так, чтобы величина Δfi отклонения частоты меры от частоты эталона была минимальной.As a rule, the rate of systematic frequency drift of measures decreases with time, therefore, frequency correction at time instants kΔt can also be performed by an amount less than β i / . The specific amount of correction is determined based on the data on the rate of such a decrease, so that the value Δf i of the deviation of the measure frequency from the frequency of the reference is minimal.
Из приведенного описания и фиг. 1 видно, что при предлагаемом способе хранения частоты погрешность по частоте меры уменьшается по сравнению с прототипом. При этом возможно уменьшение погрешности в (5-10) раз. From the above description and FIG. 1 shows that with the proposed method of storing the frequency, the error in the frequency of the measure is reduced in comparison with the prototype. In this case, it is possible to reduce the error by (5-10) times.
ЛИТЕРАТУРА
1. А. И. Пихтелев и др. Стандарты частоты и времени на основе квантовых генераторов и дискриминаторов. М. , Сов. Радио, 1978, стр. 252-262.LITERATURE
1. A. I. Pikhtelev et al. Frequency and time standards based on quantum generators and discriminators. M., Sov. Radio 1978, pp. 252-262.
Claims (1)
где βi-1 - величина дополнительной коррекции частоты меры в моменты времени kΔt на интервале времени Ti-1, при этом β1 = 0;
Ti-1 - величина (i-1)-го интервала времени, через который осуществляют измерение отклонения частоты меры от частоты эталона и коррекцию частоты меры на величину измеренного отклонения;
Δt - интервал времени, через который дополнительно корректируют частоту меры;
Δfi-1 - отклонение частоты меры от частоты эталона, измеренное в конце (или на протяжении) интервала Тi-1.A method for storing the frequency of electrical vibrations as a measure of frequency, containing repeating at time intervals T i (i = 1, 2,... The number of time intervals), starting from the initial moment of time, the operation of measuring the deviation of the frequency of the measure from the frequency of the standard and correcting the frequency by the value of the measured deviations, characterized in that, in addition, for each time interval T i , starting with T 2 at time instants kΔt (k = l, 2, ..., - , Δt is much less than T i ) adjust the frequency of the measure by
where β i-1 is the value of the additional correction of the measure frequency at time instants kΔt on the time interval T i-1 , while β 1 = 0;
T i-1 - the value of the (i-1) th time interval through which the measure deviates from the reference frequency and the measure frequency is corrected by the measured deviation;
Δt is the time interval after which the measure frequency is additionally adjusted;
Δf i-1 - the deviation of the frequency of the measure from the frequency of the standard, measured at the end (or throughout) of the interval T i-1 .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000128982A RU2178196C1 (en) | 2000-11-20 | 2000-11-20 | Oscillation frequency storage technique |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000128982A RU2178196C1 (en) | 2000-11-20 | 2000-11-20 | Oscillation frequency storage technique |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2178196C1 true RU2178196C1 (en) | 2002-01-10 |
| RU2000128982A RU2000128982A (en) | 2002-10-27 |
Family
ID=20242347
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000128982A RU2178196C1 (en) | 2000-11-20 | 2000-11-20 | Oscillation frequency storage technique |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2178196C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2279115C2 (en) * | 2004-09-29 | 2006-06-27 | Валерий Александрович Логачев | Method for storing frequency of electric oscillations |
| RU2730875C1 (en) * | 2020-03-04 | 2020-08-26 | Акционерное общество "Российский институт радионавигации и времени" | Method for storage of electric oscillation frequency |
-
2000
- 2000-11-20 RU RU2000128982A patent/RU2178196C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ПИХТЕЛЕВ А.И. и др. Стандарты частоты и времени на основе квантовых генераторов и дискриминаторов./ Под ред. Б.П. Фатее ва. - М.: Советское радио, 1978, с.252-262. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2279115C2 (en) * | 2004-09-29 | 2006-06-27 | Валерий Александрович Логачев | Method for storing frequency of electric oscillations |
| RU2279115C9 (en) * | 2004-09-29 | 2006-09-27 | Валерий Александрович Логачев | Method for storing frequency of electric oscillations |
| RU2730875C1 (en) * | 2020-03-04 | 2020-08-26 | Акционерное общество "Российский институт радионавигации и времени" | Method for storage of electric oscillation frequency |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20070025484A1 (en) | Apparatus and method for compensating the drift of a local clock used as sampling frequency | |
| US5697082A (en) | Self-calibrating frequency standard system | |
| US11965919B2 (en) | Phase frequency detector-based high-precision feedback frequency measurement apparatus and method | |
| CN115047748B (en) | Time service device and method based on satellite navigation signals | |
| CN114740260A (en) | Special synchronous acquisition method for detecting and adjusting crystal oscillator output frequency in real time | |
| US4637733A (en) | High-resolution electronic chronometry system | |
| US6373294B1 (en) | Microprocessor stabilized frequency source and method for generating a stable-frequency signal | |
| RU2178196C1 (en) | Oscillation frequency storage technique | |
| Guinot | Is the International Atomic Time TAI a coordinate time or a proper time? | |
| CN117459062A (en) | A device and method for Beidou ultra-stable low-phase noise crystal oscillator to tame rubidium atomic clocks | |
| KR100429009B1 (en) | Apparatus and Method for Synchronization of remotely located clock by common-view measurement of satellite time | |
| JP5166869B2 (en) | Clock jitter measurement | |
| US20130013254A1 (en) | Self temperature-compensated high precision event timer using standard time reference frequency and its method | |
| RU2279115C2 (en) | Method for storing frequency of electric oscillations | |
| CN201266923Y (en) | GPS combined time frequency instrument | |
| CN110908272A (en) | 1pps pulse signal timing method | |
| Shaull | Adjustment of high-precision frequency and time standards | |
| Essen | Time scales | |
| CN111650611B (en) | Common-view time planning method suitable for remote comparison of different types of frequency sources | |
| JPH0354920A (en) | Loose coupling oscillator interlocking with reference radio wave receiver | |
| CN120915409B (en) | Device and method for dynamically compensating clock of time transfer type receiver | |
| CN116300378B (en) | Frequency self-adaptive time-digital conversion circuit | |
| US20260036943A1 (en) | Reference-based tdc timestamping and time difference measurements | |
| CN115037897B (en) | Pixel-level analog-to-digital conversion circuit, analog-to-digital converter and infrared detection equipment | |
| RU2730875C1 (en) | Method for storage of electric oscillation frequency |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20101121 |