频标比对测量中的数据处理方法研究

　　没有准确度等级更高的标准（参考源)，准确度等级相同的三台频标互比，测量其各自的日频率稳定度的方根值)和日频率波动，这种测试和计算方法有数理统计学的根据，它的应用促进了技术创新.

　　1频标比对测量法的提出

　　一个优良的时间频率测量系统，应该是测量仪器的高分辨率和频率标准渗考iJR)的准确度等级史高，二者匹配达到测量的高精度、误差小根据SJ/T 10638-1995的要求，用频差倍增法进行频标参数测试;为保证测试数据的可靠性，参考频标指标应优于被测频标指标一个数量级.

　　在没有准确度等级史高的标准(参考源)的条件下，有人推荐采用三台准确度等级相同的频标互相比对来求各自的日频率稳定度J力根值)。笔者提出用该力法测试和训算各被测频标的日频率波动

　　方法是:

　　现给出成都、南京、日本生产的三台准确度等级相同的频标进行比对的实例，测试计算的数据见表1:

　　一系列实测发现，训算中作为枢纽的参数K，多在3-5之间，而K,总是接近于4。

　　这种频标比对测量、（即三台互比）的方法已得到应用，并与上级训量部门用准确度等级史高的频标作参考iJR的检测结果相符，数据的相符性验证了测试力法的误差小和可信度。

　　2频率稳定度和正态分布

　　广义的频率稳定度在时域被划分为氏稳和短稳。氏稳是卞要决定于晶体谐振器内部应力缓慢变化的系统漂移，即老化率;短稳则受制于环境温湿度、电iJR、负载等影响，特别是频标自身电路噪声影响，是频率的随机小稳定性专业术语中，“频率稳定度”特指短稳。

　　从测试时间(总耗时)和时窗鳅样时间:)分析，特别从随机特性看，均力根值日稳定度和日频率波动实际上类似于短稳。准确度等级史高的频标老化率影响小，频率稳定度反映噪声引起的随机变化，此乃问题的实质。因此，标准频标的频率输出是正态分布的随机变量。

　　这里的频率稳定度分析与通常测量误差分析的异同点在于:误差分析的}7{究对象是被测量因受测试手段局限而出现的测试数据的误差，稳定度分析则是排除测试误差后，针对被测频率本身的数据分布进行}7{究;其共同点都是对测试数据的分析排除了系统变化的因素，而看作为随机变量。

　　高斯于1795年给出的正态概率分布密度函数表达式为：

　　该函数图形为图1所示

　　这就是频标比对测量法(三台互比)的理论依据。由于参加比对的三台频标之间的差异，加上同一时辰三组数据不会同时取样，造成K值的离散，但一般偏离4.1不远，取三组数据州的平均，在计算上比较合理如本文第1章中，k =3.84;另一次三台频标比对中则有k二3.76:文献介绍的比对实例中，k=4.09等:彼此都很接近。