皮秒級時頻同步解決方案

1、 方案概述

皮秒級時頻同步是目前時頻同步最具挑戰的領域之一,對此我們采用光纖雙向時頻比對技術來實現皮秒量級的時頻同步,最終實測的結果同步精度優于200ps(RMS), 峰峰值優于1ns。

2、 方案原理

光纖雙向時間比對法是被測試雙方互傳時間信息進行比對的方法,由于比對精度高,受外界環境影響較小,而且光纖具有損耗小、帶寬大和抗電磁干擾等優點,使得光纖雙向時間比對的應用比較廣泛,其基本原理見下圖。


圖 2.2 光纖雙向時間比對原理

A、B兩站讀取各自時差并相減可得

-------(1-1)式中

理想情況下,A、B兩點間的設備采用指標完全相同的同類設備,并且事先經過嚴格的標校和檢測,這時應滿足:

由式(2-1)可得

由于我們在進行時間傳輸時,采用雙向同時傳送,所經過的光纖網絡路徑相同,環境的變化在1秒鐘內對時間誤差帶來的影響也認為相同,這時 、 也應相同,式(2-4) 可化簡為只與時間間隔讀數有關,即

如果以A點為基準,B點測量獲得的時間誤差數據,以式(2-5)對數據進行計算,并進行相應的修正,即可保證A、B間的高精度同步。

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