TR2001、TR2001A、TR2002T、TR2004D、SF3910A铷原子频率标准说明书

TR 2000系列铷原子频率标准简介
本书的内容涵盖下述5个型号的TR2000铷原子频率标准：
TR2001、TR2001A、TR2002T、TR2004D、SF3910A
TR2000系列铷原子频率标准,是用铷同位素Rｂ87原子基态超精细结构（0—0）跃迁微波谱线的中心频率，去控制晶体振荡器的频率而得到高稳定的标准频率源。

TR2000系列铷原子频率标准内装DATUM公司生产的铷振荡器，再利用GPS卫星定位系统产生的标准时标对铷原子频标的准确度进行校正，使铷原子频标不但具有很高的频率稳定度，还具有很高的频率准确度。

它被广泛应用在无线电导航、航空、通信、天文、物理研究、计测等领域。

下面的介绍体现了该系列铷原子频率标准优异的技术指标和强大功能特性的完美结合。

●频率漂移率≤3×10-12/日（三天后）
●短期稳定度：≤1.5×10-11/1s ≤3.5×10-12/10s ≤3×10-12/100s
●频率调节范围：≤2×10-9
●频率再现性： 2.5×10-11
●电磁效应：±4×10-11/GAUSS
●频率准确度：5×10-11（出厂的设置）
●GPS校准精度优于1.0×10-11
●VFD显示，可显示时间，GPS卫星状态、频率偏差等
●两种工作方式，可以选择GPS锁定或人工保持工作模式
●校准数据可存储在非易失存储器中，GPS无效时可在一定时间维持校准精度
●配有RS232接口可以通过计算机对其进行控制和数据处理
●随机软件，可以显示、保存、打印GPS信息、铷钟校准数据等
TR2000系列铷原子频率标准及附件（代装箱单）
●TR200××铷原子频率标准1台
●电源线1根
●用户使用指南1本
●仪器保修单1份
●0.5A保险丝管2个
●测试电缆1根(两头BNC) ●GPS有源天线1付
●R232串行接口线1条(带232接口)
本书概要
用户指南：
第一章对铷原子频率标准的功能和操作进行了详细的介绍。

原理概述：
第二章主要阐述了铷原子频率标准的基本概念、工作原理和性能特点。

技术指标：
第四章详细介绍了铷原子频率标准的性能指标和技术规格
目录第一章用户指南
●熟悉前后面板和用户界面
●准备使用信号源
●仪器初始化状态
●键盘使用说明
●仪器的程控命令
●秒脉冲输出
第二章原理概述
●铷原子频率标准原理框图
●铷原子频率标准工作原理
第三章技术指标
第一章用户指南
1前后面板总揽（以TR2004D为例）
2仪器使用
2.1检查整机与附件
根据装箱单检查仪器及附件是否齐备完好，如果发现包装箱严重破损，请先保留，直至仪器通过性能测试。

2.2接通仪器电源
仪器在符合第四章1.1和1.2 条规定的使用条件下,才能开机使用。

将电源插头插入交流220V 带有接地线的电源插座中，按下电源开关，仪器进行自检。

警告为保障操作者的人身安全，必须使用带有安全接地线的三孔电源插座。

3仪器初始化状态
仪器自检完成后，进入初始化状态。

VFD显示器第二行显示《产品型号》，第三行显示《FREQUENCY STANDARD》；VFD第四行右边为铷原子振荡器锁定状态指示，〇为未锁定，当预热时间到，铷原子振荡器锁定后，锁定指示为●，说明铷原子频标的输出频率已和铷原子跃迁频率基准锁定。

注：仪器在出厂时，已将仪器准确度进行了校正，可以直接使用。

4键盘使用说明
4.1【手动】【调频】：完成频率微调功能。

手动调频的范围0～255（相当于电位器的调整）。

按下【手动】键，VFD显示“Manual：”，此时输入密码（099）按【确认】键后，显示“OK”，说明密码正确，输入密码时如输入其它数字(除099以外), 按【确认】键后，显示“Error”，说明密码不正确，不能进入校频功能，这样可避免非操作人员进行频率微调。

密码正确后，可按【调频】键进行校频，此时VFD显示“CalFre：”和上次存入的校频值，输入需要校频的数值（输入范围为000—255），按【确认】键即完成校频功能。

超出校频输入范围，显示“Error”，不进行校频操作。

例如，进行频率微调，要求主机预热1天后，然后由高一级频标源进行比对。

如主机的频率偏高2×10-11，VFD显示当前调整值为126，那么输入调整值为124即可（由前面板输入数字键124，确认），若铷频标的频率偏低时，上述的调整值增加到128即可。

〔调整值1个字代表1×10-11〕
4.2【自动】：进入GPS自动校频功能（将GPS天线接入铷频标后面板天线输入端，将天线座向下，面向上置于室外，天线中心与遮挡物之间的夹角应大于90°）。

VFD显示状态如下：
BT：北京时间，
SATS：由GPS接收的卫星的颗数
E：经度
N：纬度
AUTO：表示自动校频
CAL：校频状态〇闪烁GPS未锁定，●闪烁表示GPS锁定，
校频时测量频率为10000000Hz，末尾不得超过±1，否则返回到检测状态，连续测量100组后，在字符“CAL”后显示▼，表示进入10000秒测量，在VFD屏第四行的第10个字符处显示10000秒的倒计数，当计数值为0时，在VFD屏第三行的第11个字符处显示调整值（3位数），然后再进入100组检测状态。

检测结束后，在VFD屏第四行的第一个字符处显示调整偏差值，自动校频后，存入校频值，同时将年、月、日、时存入，在字符“ADJ”后面显示“A”、“N”或“O”。

“A”表示对频标的频率进行调整，若显示为1E－11，说明本频标频率偏高了1×10－11，若显示为－1E－11，说明本频标频率偏低了1×10－11；“N”不调整，本频标的频率值与GPS时标进行比较，将比较值在VFD屏左下脚显示出来,如为2×10－12；“O”表示超差（由于某种原因在10000S内累计偏差超过了调整范围，而不作调整。

）
在利用GPS自动校频时，在10000秒之内面板按键被封锁，若这时需中途停止，请按【复位】键，VFD显示“Enter Password”, 此时输入密码“777”，再按【确认】键即可解除自动校频状态。

进入复位状态可进行其它操作，如果密码不对，显示“Error”后，或大约10S未按完密码或未按数字键，自动返回原测量状态。

注：
a)仪器一旦进入自动校频功能，要想转入其它功能，必须进入到10000秒测量状态方可功能转换。

b)仪器已进入自动校频测量状态，若CPU在20秒内检测不到卫星信号，仪器将自动返回到自动校频的检测状态。

c)仪器用在GPS自动校频时最好应连续工作2天。

4.3【检索】：检索年、月、日、时、校频值、调整状态，一屏为4组，再用【0】键进行翻屏，共24屏，按到最后显示：“END”，检索结束。

本机存入时间为“格林威治”时间。

校频值的存入为滚动存储，并掉电保存。

4.4【复位】：除“自动校频”功能以外，可随时复位到开机状态，“自动校频”功能需要输入密码才能复位，避免键盘误操作引起自动校频终止。

4.5数字键【3】：除数字功能外，还有GPS接收信息显示功能，可接收北京时间、卫星颗数、经度、纬度。

此时与较频无关。

4.6【程控】：按数字键【8】进入RS232串行通讯状态，显示“Serial Communication”,可输入程控命令进行程控操作，波特率9600，无奇偶校验，8位数据，1位停止位。

4.6.1程控命令(大小写均可,命令后加回车符)
“R” : 检索数据,向计算机发送120组数据,每组5个数据,每个数据格式为16进制(年、月、日、时、校频值)（时间为格林威治时间）,年发送的数据有可能为04H（代表2004年，自动调整）、44H（代表2004年，没有调整）、84H（代表2004年，超差）。

“WXXX”写校频值，XXX范围为（000—255），超出此范围向计算机发送ASCII码字符“N”。

“G”返回本地状态，向计算机发送ASCII码字符“Go to local”。

4.7秒脉冲输出
秒脉冲输出为TTL电平，由GPS接收模块的秒脉冲经缓冲后输出至后面板。

第二章原理概述
1铷原子频率标准原理框图（以TR2004D为例）
2铷原子频率标准工作原理
从方框图可以看出，频标的源是由铷同位素Rｂ87原子基态超精细结构中（0—0）跃迁微波谱线的中心频率，去控制晶体振荡器的频率而得到的，通过分频、放大而得到5 MHz、10 MHz等频率信号。

通过调节C场电压，对频率进行微调，调整范围大于±1×10-9，而铷原子频标的老化漂移大多优于3×10-12/天，具有很高的稳定性。

从方框图中可以看出，利用美国全球卫星定位系统(GPS)发送的时标信号可对铷原子频标的准确度校正，克服了铷原子
频标的频率漂移，其准确度溯源于GPS系统，从而保证了铷原子频标的高准确度和高稳定度的特性。

第三章技术指标
1 工作环境条件
工作温度范围：0℃～40℃
相对湿度：80%（40℃）
2 最佳工作条件
工作温度：20℃～25℃( 温度变化：＜±1℃/ｈ)
相对湿度：45%～75%
电源电压：交流220（1±2%）V，50(1±1% )Hz
3 频率漂移率（3天后）≤3×10-12/日
TR2001A为≤5×10-12/日
4 频率稳定度≤1.5×10-11/s ≤3.5×10-12/10s ≤3×10-12/100s
TR2001A为≤3×10-11/s ≤6×10-12/10s ≤3×10-12/100s
5 开机预热8分钟进入锁定状态(25℃)
6 频率调节范围≥2×10-9
7 频率温度特性∣Y(50℃) —Y(0℃)∣≤3×10-10
8 电磁效应±4×10-11/GAUSS
9 频率复现性5×10-11
10 频率准确度±5×10-11(出厂设置)
11 输出信号(不同型号输出如下)
11.1 TR2001：10MHz正弦波/1路，5MHz正弦波/2路，1MHz正弦波/1路。

11.2 TR2001A：10MHz正弦波/1路，5MHz正弦波/2路，1MHz正弦波/1路。

11.3 TR2002T：10MHz正弦波/4路，16.384MHzTTL/1路，10MHzTTL/1路，5MHzTTL/1路，
2.048MHzTTL/1路，8KHzTTL/1路，16.384MHz除2N，TTL/1路。

11.4 TR2004D：10MHz正弦波/9路，5MHz正弦波/1路，1秒脉冲TTL/1路，RS232口。

11.5 SF3910A：10MHz正弦波/9路，5MHz正弦波/1路，1秒脉冲TTL/1路，RS232口，被测输入口。

注：输出正弦波的均为大于0.5V有效值(50Ω)，输出TTL为TTL逻辑电平。

12 GPS校准利用GPS卫星定位系统进行自动频率校正和测量。

12.1 取样时间10000S
12.2 校正准确度优于1×10-11。

13 SF3910A铷原子频标不但可以输出标准频率和自动频率校正,还可以对外频标进行测
量。

如对其它的铷频标可作开机特性，准确度、日稳定度和日漂移率的测量。

13.1 开机特性2×10-12/4h
13.2 准确度2×10-11/1000s
13.3 日稳定度 1.1×10-13/日
13.4 日漂移率1×10-13/日
14 功耗约35W (最大)
15 安全要求符合GB/T6587.7－1986电子测量仪器基本安全试验。

16 重量约8.5kg
17 外形尺寸426(W)×400(D)×88(H)mm3 (19”机架结构)
18 运输执行GB6587.6运输中流通条件等级二级的规定。

19 产品标准本产品执行Q/SS02.25－2003 TR2000系列铷原子频率标准。

11。