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Auf 1 ps genau

Präzises Zeit- und Frequenzsystem

24. Juli 2017, 9:42 Uhr | Matthias Heise

Der FS740 nutzt das GPS-Signal zur Verbesserung der Langzeitstabilität.

Beim FS740 von SI Scientific Instruments handelt es sich um ein variables Zeit- und Frequenzsystem. Das Gerät zeichnet sich durch geringes Phasenrauschen und eine geringe Allan-Varianz aus.

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Für die Kurzzeitstabilität sind für den FS740 drei Taktquellen erhältlich, der Standardquarz, ein temperaturgeregelter Quarz sowie ein Rubidiumoszillator. Die Langzeitstabilität wird durch zusätzliche Synchronisation mit dem GPS-Signal verbessert. Dadurch hat der FS740 ein sehr geringes Phasenrauschen, eine geringe Allan-Varianz (bzw.hohe Kurzzeitstabilität) und eine sehr gute Alterungscharakteristik. So erreicht man bei Verwendung einer Rubidiumresonanzquelle eine Allan-Varianz von <10^-12 und ein Phasenrauschen von <-130 dBc/Hz.

Zur Optimierung der Zeitauflösung verfolgt das Gerät die GPS-Signale von 12 Satelliten. Eine GPS-Antenne ist optional bei SI Scientific Instruments erhältlich, eine eventuell vorhandene Antenne kann ebenfalls verwendet werden.

Das Gerät enthält zusätzlich einen Zeit- und Frequenzmesser sowie einen Arbiträrgenerator. Die Genauigkeit der Zeitmessung beträgt 1 ps und entspricht so der Kurzzeitstabilität des Rubidiumoszillators. Die Genauigkeit der Frequenzmessung beträgt 10^-13 bei einer Mittelung von 100 s. Als Zeitbasis stehen bis zu 16 10-MHz/1-V-Sinusausgänge zur Verfügung. Es können auch andere Signalformen ausgegeben werden. Der eingebaute Generator überdeckt im Falle eines Sinussignals einen Frequenzbereich von variabel 1 µHz bis 30,1 MHz oder fest 100 MHz. Auch hier sind optional 16 gleiche Ausgänge möglich. Über die AUX-Ausgänge können Arbiträrsignale wie Dreieck, Rechteck oder Sägezahn (Rampe) abgegriffen werden. Dazu gehören auch pulsbreiten- und amplitudenmodulierte IRIG-B-Signale.

Durch die zahlreichen Einstellmöglichkeiten eignet sich der FS740 für präzise Timing-Anwendungen, Netzwerksynchronisationen, Telekommunikation und GPS-Navigation, sowie Ultraschall- und Radaranwendungen.