Fluke 910/910R GPS监控的频率标准

铯钟控制的频率标准，采用了GPS技术和连通性，在任何位置均能提供原级标准的溯源性
910 和 910R GPS监控的频率标准是完全可溯源的、极其精确的频率标准，非常适合于作为多种应用中的频率标准，包括通讯、校准和自动化测试系统等。
910和910R均能提供精密的频率和时间参考，具有多种连通性选件，可以从任何位置进行安装、监控和管理。两款型号均可从GPS卫星阵列中的内置铯钟标准获得其长期频率稳定性，这两种仪器还由内置的恒温晶体振荡器（OCXO）或铷钟标准提供极高的短期稳定性。
独有的可溯源性，无需更多的重新校准
空中传播频率标准已经存在有数年，但直到如今，都具有相同的内部结构（图1）。实际上，单元是个“黑匣子”，具有一个天线输入和一个频率输出。
本振的控制过程对用户是隐藏着的。一般情况下，用户不得不使用另外的频率参考（例如铷标）、计时/计数器和计算机来记录“黑匣子”和频率参考之间的差异。
溯源性的概念要求和国际标准的对比链在连续的基础上不得中断，所有的比对产品必需具有包含其不确定度的证明文件。
现在，福禄克第一次将频率比较器和非常稳定的二级标准组合在了同一款仪表中，并带有GPS接收机。
如果在应用中需要更多的输出－例如，如果几台设备都需要从同一频率标准提供信号－利用70选件则可以另外再装配5路10 MHz的输出。另外，72选件还可以为仪器额外增加5路2.048 MHz的输出，这在电信应用中是非常有用的。73选件可提供另外5路13 MHz的输出，这是GPS基站主时钟的标准频率。利用71选件还可以提供另外一种配置，它可以位仪器额外增加4路正弦波输出：10 MHz、5 MHz、1 MHz 和0.1 Hz，以及1路0.1 MHz的方波输出。利用选件75，还可以自定义脉冲频率输出。
这种独特的溯源性意味着910和910R不需要进行频繁的重新校准。正是得益于这种设计，稳定度非常高的内置铷钟或OCXO振荡器被不断地校准至置于美国海军天文台的原频率标准，最终被校准至UTC，无论是在何种工作模式、GPS监控还是手动保持下都可以进行校准。
两款高稳定性的型号，可满足应用需要，又不超出预算
福禄克在其控制的频率标准范围内提供两款标准型号：稳定度非常高的910R，它具有内置的铷原子钟作为本机振荡器；相对经济的910具有高稳定度的本地恒温晶体振荡器。
多达13路输出，成本效益最大化
两款型号都标配有1路5 MHz和5路10 MHz的正弦波输出，另外还包括1路脉冲/秒的输出。
如果在应用中需要更多的输出－例如，如果几台设备都需要从同一频率标准提供信号－利用70选件则可以另外再装配5路10 MHz的输出。另外，72选件还可以位仪器额外增加5路2.048 MHz的输出，这在电信应用中是非常有用的。73选件可提供另外5路13 MHz的输出，这是GPS基站主时钟的标准频率。利用71选件还可以提供另外一种配置，它可以位仪器额外增加4路正弦波输出：10 MHz、5 MHz、1 MHz 和0.1 Hz，以及1路0.1 MHz的方波输出。利用选件75，还可以自定义脉冲频率输出。
使用910/910R以太网端口，可进行中心或远程监控、管理和收集数据
910 和 910R均可以安装可选的以太网通讯接口（76选件），可以在线操作。利用提供的GPSViewTM软件，可以通过互联网或局域网监控仪器和GPS的状态，甚至收集校准数据。
利用以太网的连通性，数据的传输距离可达到无限，并不象标准的GPIB或RS232接口那样距离受到限制，可以从任何地方监控910/910R。
这意味着计量学家或实验室的技术人员不再需要利用“流动”的笔记本电脑来直接执行设备管理的任务，而从校准实验室内或外边的任何地方，利用任何一台台式PC即可执行相同的任务。还可以实时观察来自多台仪器的数据。
使用FL-15 GPS天线光纤，释放GPS监控的频率标准
直到现在，无线频率标准的位置往往受到其天线的位置，以及天线和仪器之间的同轴电缆的长度和密度的限制。这往往使得仪器不能在实验室内方便的随意放置，也不能放置在受控的校准实验室环境之外。
FL-15 GPS光纤连接消除了这种问题，使得用户可以将仪器放置于任何地方。低损耗（0.4 dB/km）、重量轻的光纤连接使天线和设备之间的距离可达10 km。不仅如此，非常灵活的轻质量光缆具有非常小的电缆直径，几乎可以穿在任何电缆管道中。
FL-15由GPS信号光纤、发送器和接收模块光纤组成，使910和910R可以免受电干扰，例如闪点和电磁脉冲干扰，并使天线和接收机模块之间建立了隔离。
两种高稳定性的工作模式，非常适合于应用
大多数用户都喜好其频率标准的自动调节（被称为监控，即锁定至GPS），以消除长期的频率变化（老化）。这种锁定模式也使910和910R的默认模式。只要有卫星信号可以利用，其内部的本振就会受到监控和调节，24小时的频率偏移几乎为零。然而，在该模式下，除铷钟外，所有本振的短期到中期的稳定度并不是非常好。所有的GPS频率参考标准都是如此。由于受各种气象条件的限制，接收到的GPS信号具有相对较大的短期频率偏移。也就是说在使用接收到的GPS信号进行监控时，在100 s到1000s的平均时间内，稳定度会稍有降低。
在这种模式下，内部时基振荡器和接收到的GPS信号之间的频率差异被用来连续调整振荡器（训练）。每24小时，都会在非易失存储器中保存频率偏移和调整数据，以打印输出溯源性记录。计算出实际的频率偏移（24小时平均值）并显示在前面板上。
某些应用要求有非常优越的短－中期稳定度，尤其是数字通信网络中的抖动和漂移测量。
独有的手动保持模式使得可以在实际测量期间临时从锁定模式切换到保持模式，从而在测量开始时获得出众的频率准确度，并在测量期间保持出众的稳定度。这里，并不调节内部振荡器。当没有可用的GPS信号时，会自动进入该模式。也可以激活手动保持键来选择该模式。如果设置使用手动保持模式时又有GPS信号可用，将每24小时计算实际的频率偏移，进行显示，并保存在非易失存储器中。
对于910R中非常稳定的铷钟振荡器，在1000 s的平均时间内，锁定模式和保持模式的稳定度没有可测量的差异。
便携性
在使用手动保持模式时，910和910R是作为独立的OCXO或铷钟频率标准的。也就是说弥补了GPS接收机的典型缺陷－缺少便携性。在位置发生变化时，一般的GPS接收机需要几个小时进行锁定，而910和910R在10分钟后就可以投入使用。
GPSView软件
GPSView软件是Windows 95/98/ 2000/NT环境下的程序，可以和GPS监控的频率标准进行通信。其主要目的是基于根据保存在910/910R内部非易失存储器中24小时频率偏移值，提供溯源性校准文档。（图3）
只有在为了获得不间断的溯源链时，才需要在首次使用的隔年将数据下载到PC。为了进行较短周期和短期相位偏移的分析，能以每40天为周期获得数据。
从GPSView软件，用户可以控制仪器的工作模式（锁定至GPS或保持），并锁定前面板，以防止通过手动保持键进行不希望的改变。用户还可以设置可选的脉冲输出频率和占空比。