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
Конструктивно стандарт Ч1-76А 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 места нанесения знака утверждения типа и знака поверки представлены на рисунке 1.
Рисунок 1 - Общий вид стандарта Ч1-76А * место нанесения знака утверждения типа ** - место нанесения знака поверки
Принцип действия стандарта Ч1-76А основан на автоподстройке частоты кварцевого генератора к частоте линии излучения атомов водорода квантового дискриминатора. При этом влияние медленных флуктуаций частоты ^резонатора 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 пломбировки прибора от несанкционированного доступа представлена на рисунке 2.
Рисунок 2 - Схема пломбировки от несанкционированного доступа
Программное обеспечение
отсутствует.
Технические характеристики
Таблица 1 - Метрологические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Номинальное значение частоты выходных синусоидальных сигналов, МГц | 5 |
| Пределы допускаемой основной относительной погрешности по частоте | ±1,5М0-12 |
| Нестабильность частоты выходных синусоидальных сигналов (среднее квадратическое относительное двухвыборочное случайное отклонение частоты), не более, при времени измерения:* 1 с 10 с 100 с 1000 с 1 ч 1 сут | 1,5М0-12 5М0-13 2М0-13 5М0-14 3М0-14 1М0-14 |
| Относительная погрешность воспроизведения частоты от включения к включению, не более | 2М0-13 |
| Пределы допускаемого среднего относительного изменения частоты выходных сигналов за 1 сутки | ±340-15 |
| Пределы допускаемого дополнительного относительного изменения частоты при изменении температуры окружающей среды (ТКЧ) в диапазоне рабочих температур, 1 /°С | ±240-14 |
| Разрешающая способность корректора частоты при диапазоне перестройки —А"10 частоты корректором Г10 | 1М0-14 |
| Эффективное значение напряжения выходных сигналов с частотой 5 МГц на нагрузке (50 ± 5) Ом, В | от 0,8 до 1,2 |
| Уровень гармонических составляющих в выходном сигнале с частотой 5 МГц, дБ, не более | -110 |
| Уровень негармонических составляющих в спектре выходного сигнала 5 МГц в диапазоне (10-10000) Гц, дБ, не более | -90 |
| Уровень фазовых шумов (отношение шум/сигнал) в спектре выходного сигнала 5 МГц, дБ/Гц, не более: при отстройке от несущей: 10 Гц 100 Гц 1 кГц 10 кГц | -110 -125 -145 -150 |
| Параметры выходных импульсных сигналов времени с периодом 1 с: - амплитуда напряжения на нагрузке (50 ± 5) Ом, В, не менее - полярность - длительность импульсов, мкс - длительность фронта импульсов, нс, не более | 2,5 положительная от 10 до 20 30 |
| * Нестабильность частоты обеспечивается при точности поддержания окружающей температуры ± 1 °С в любой точке диапазона рабочих температур. |
Таблица 2 - Основные технические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Параметры электрического питания: - напряжение переменного тока, В - частота переменного тока, Гц | 220+22 50+2,5 |
| - напряжение постоянного тока, В | от 22 до 30 |
| Потребляемая мощность от сети переменного тока, В • А, не более | 135 |
| Потребляемая мощность от источника постоянного тока, Вт, не более | 90 |
| Г абаритные размеры средства измерений, мм, не более - высота - ширина - длина | 302 481 555 |
| Масса, кг, не более | 51 |
| Рабочие условия применения: - температура окружающего воздуха, °С - относительная влажность воздуха при температуре 25 °С, % - атмосферное давление, кПа | от +5 до +40 до 80 от 84 до 106 |
| Средняя наработка на отказ, ч, не менее | 9000 |
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 стандарта приведён в таблице 3.
| Таблица 3 - Комплектность станда | рта частоты и времени водородного Ч1-76А |
| Наименование, тип | Обозначение | Кол-во | Примечание |
| 1 Стандарт частоты и времени водородный Ч1-76 А | ЕЭ2.721.655-01 | 1 | |
| 2 Комплект ЗИП-О: | ЕЭ4.067.122 | 1 | |
| 1) узел печатный | ЕЭ3.665.445-04 | 1 | |
| 2) узел печатный | ЕЭ3.668.787 | 1 | |
| 3) кабель соединительный | ЕЭ3.854.852 | 1 | |
| 4) кабель соединительный | ЕЭ3.854.858 | 1 | |
| 5) кабель соединительный | ЕЭ3.854.880 | 1 | |
| 6) кабель соединительный | ЕЭ4.895.311 | 1 | |
| 7) кабель соединительный | ЕЭ4.895.312 | 1 | |
| 8)вилка | ЯНТИ.434427.013-01 | 1 | Для сети 220 В 400 Гц |
| вилка | ЯНТИ.434427.013-02 | 1 | Для сети 115 В 400 Гц |
| 9) вставки плавкие | | | |
| ВП2Б -1 В - 1 А - 250 В | ОЮ0.481.005 ТУ-Р | 5 | |
| ВП2Б -1 В - 2,5 А - 250 В | ОЮ0.481.005 ТУ-Р | 10 | |
| ВП2Б - 1 В - 5,0 А - 250 В | ОЮ0.481.005 ТУ-Р | 5 | |
| ВП2Б - 1 В - 0,25 А - 250 В | ОЮ0.481.005 ТУ-Р | 5 | |
| 10) ящик | ЕЭ4.162.030-06 | 1 | |
| 3 Ящик укладочный | ЕЭ4.162.441 | 1 | |
| 4 Руководство по эксплуатации | ЕЭ2.162.655-01РЭ | 1 | |
| 5 Формуляр | ЕЭ2.721.655-01ФО | 1 | |
Поверка
осуществляется по документу ЕЭ2.721.655-01РЭ «Стандарт частоты и времени водородный Ч1-76А. Руководство по эксплуатации», раздел 6 «Поверка стандарта», утвержденному ФБУ «Нижегородский ЦСМ» 04 июня 2014 г. и ГЦИ СИ ФБУ «ГНМЦ» Минобороны России 19 августа 2014 г.
Основные средства поверки:
Вторичный эталон единицы частоты ВЭТ1-20 по ГОСТ 8.129-2014 «ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерения времени и частоты», суммарная погрешность не более 540-14; среднее относительное изменение частоты за 1 сут на интервале между коррекциями частоты ± 2-10-16.
Компаратор частотный Ч7-46 (рег. № 25114-03), частота входного сигнала 5 МГц; погрешность измерения не более: за 1 с - 7-10-14; за 10 с - 1-10’14; за 100 с - 3-10’15; за 1 ч - 3-10’16.
Милливольтметр В3-52/1 (рег. № 6493-78), диапазон частот от 5 до 100 МГц, пределы измерения напряжения (1 ± 0,2) В, погрешность измерения напряжения ± 4 %.
Осциллограф универсальный С1-65А (рег. № 3371-72), полоса пропускания (0—10) МГц, коэффициент отклонения 0,5 В/дел, погрешность ± 6 %.
Частотомер электронно-счетный вычислительный Ч3-64 (рег. № 9135-83), интервалы времени (0-2404) с, разрешающая способность 1 нс.
Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых стандартов Ч1-76А с требуемой точностью.
Знак поверки наносится на свидетельство о поверке и лицевую панель стандарта Ч1-76А.
Сведения о методиках (методах) измерений приведены в эксплуатационном документе.
Нормативные документы
ГОСТ 23512-98 Стандарты частоты и времени. Общие технические требования и методы испытаний
ГОСТ 8.129-2013 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерения времени и частоты
ЕЭ2.721.655-01ТУ Стандарт частоты и времени водородный Ч1-76А. Технические условия
