Стандарт частоты FS725 Stanford Research Systems — компактный, высокостабильный источник опорной частоты для лабораторий и промышленности. Он разработан для генерации высокостабильных и высокоточных синусоидальных сигналов с частотой 5 и 10 МГц, а также импульсных сигналов с частотой 1 Гц.

FS 725 найдет применение в качестве автономного эталона частоты практически в любых калибровочных и научно-исследовательских лабораториях. Он необходим там, где проводятся точные измерения времени или частоты, или в любом другом учреждении, где требуется точный эталон частоты. Низкая стоимость устройства в сочетании с его чрезвычайно высоким сроком службы позволят заказчикам использовать его опорную частоту на местах без необходимости установки кабелей или антенн.

Ключевые особенности

• выходы 5 и 10 МГц рубидиевого опорного генератора
• 1PPS (1 Гц) вход и выход для синхронизации GPS/ГЛОНАСС
• погрешность частоты за 20 лет не более 5*10-9
• ультранизкие фазовые шумы (-130 дБн/Гц при отстройке 10 Гц)
• интерфейс RS-232
• встроенный усилитель для поддержки дополнительных выходов (до 22 выходов)
• два реле аварийной сигнализации о состоянии

Принцип действия

Принцип действия прибора основан на автоподстройке частоты рубидиевого генератора к частоте спектральной линии квантового перехода атомов рубидия. Функционально прибор состоит из рубидиевого тактового генератора.

В модели FS725 имеются следующие интерфейсы: разъемы выходных синусоидальных сигналов 5, 10 МГц и импульсных сигналов 1 Гц, разъем для подключения питания от сети переменного тока 220 В.

Условия эксплуатации прибора соответствуют требованиям, предъявленным к аппаратуре группы 3 по стандарту ГОСТ 22261-94. Стандарт частоты FS725 работает в диапазоне температур от 10 °C до 40 °C и при относительной влажности воздуха до 95 % при температуре 25 °C. Исключением является воздействие конденсированных и выпадающих осадков, а также соляного тумана.

Технические характеристики Стандарт частоты FS 725

• Пределы допускаемой относительной погрешности воспроизведения частоты: ±5 * 10^-11
• Фазовые шумы:
• • <-130 дБн/Гц (отстройка 10 Гц)
  • <-140 дБн/Гц (отстройка 100 Гц)
  • <-150 дБн/Гц (отстройка 1000 Гц)
  • <-155 дБн/Гц (отстройка 10000 Гц)
• Гармонические искажения: <-60 дБн
• Негармонические искажения: <-100 дБн (в полосе 100 кГц)
• Диапазон подстройки:
• • ±2×10^-9 (внешним постоянным напряжением от 0 до 5 В)
  • ±5×10^-7 (по RS-232)
• Время прогрева: 7 минут до достижения погрешности 1×10^-9
• Потребляемая мощность: 50 Вт
• Габаритные размеры: 221.5 х 87.5 х 325 мм
• Вес: 4 кг

Где применяется FS725?

• Калибровка и синхронизация спектроанализаторов, генераторов, осциллографов
• Тактирование АЦП/ЦАП и высокоскоростных цифровых систем
• Опорный генератор в радиоастрономии, квантовых экспериментах, оптических решётках
• Синхронизация телекоммуникационного оборудования и 5G-стендов
• Резервный или основной стандарт в национальных и промышленных метрологических лабораториях

Программное обеспечение

ПО установлено на внутренний микропроцессор и выполняет функции управления режимами работы, обработки и представления измерительной информации.

Уровень защиты программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «низкий» согласно Р 50.2.077-2014.

Теоретические аспекты рубидиевых стандартов частоты

Рубидий — это щелочной металл (такой же, как литий, натрий, калий и цезий). В природе встречаются два изотопа рубидия, Rb85 и Rb87, относительное содержание которых составляет 72% и 28% соответственно. Температура плавления металла составляет 39°C.
Все щелочные металлы ведут себя подобно: у них есть один электрон вне инертного ядра. Большинство химических, электронных и спектроскопических свойств этих элементов определяются этим внешним электроном.

Основное состояние Rb87 расщепляется на очень малую энергию из-за относительной ориентации магнитных спинов электрона и ядра. Это разделение соответствует энергии фотона с (микроволновой) частотой 6,834,682,612,8 ГГц. Именно эта сверхтонкая переходная частота будет использоваться для стабилизации выходного сигнала PRS10 на частоте 10 МГц.