[发明专利]皮秒级时间间隔定标方法

摘要

本发明公开了一种皮秒级时间间隔定标方法。采用高准确度的微波信号源A(1)加微波倍频器(3)得到标准周期的毫米波连续波信号，对数字取样示波器(4)的皮秒级时基档位进行校准；然后采用双通道的脉冲发生器(5)产生皮秒级时间间隔；最后用数字取样示波器(4)对脉冲发生器产生的皮秒级时间间隔进行校准。本方法的优点在于利用现有的通用仪器，通过一些巧妙的设置和组合，解决了皮秒级时间间隔产生、校准的难题，将皮秒级时间间隔溯源到了时间频率的最高标准铯原子频率标准，实现了小至1ps的皮秒级时间间隔准确定标方法，提高了时间间隔测量技术的水平。

主权项

1. 一种皮秒级时间间隔定标方法，其特征在于该方法是通过皮秒级时间间隔校准装置实现的；皮秒时间间隔校准装置包括微波信号源A(1)、微波信号源B(2)、微波倍频器(3)、数字取样示波器(4)、脉冲发生器(5)、高稳频综器(6)；首先采用高准确度的微波信号源加倍频器得到标准周期的毫米波连续波信号，对数字取样示波器(4)的皮秒级时基档位进行校准；然后采用双通道的脉冲发生器(5)产生皮秒级时间间隔；最后用数字取样示波器(4)对脉冲发生器(5)产生的皮秒级时间间隔进行校准；具体步骤为：将微波信号源A(1)的输出通过微波电缆连接至微波倍频器(3)的输入端，将微波倍频器(3)的输出端通过波导同轴转接头连接至数字取样示波器(4)的输入通道A，将微波信号源B(2)的输出通过微波电缆连接至数字取样示波器(4)的触发通道；将微波信号源A(1)的同步输出通过BNC电缆连接至微波信号源B(2)的同步输入，将两台微波信号源同步，解决70GHz以上信号的稳定触发，从而有效减小抖动；通过微波倍频器(3)把微波信号源A(1)的输出信号倍频到70GHz-75GHz，可为时基测量提供分辨力小于1ps的准确时间间隔信号；设置数字取样示波器(5)的时基档位为皮秒级，通过数字取样示波器(4)的双光标功能分别测量70GHz-75GHz不同频率信号的周期；将微波信号源的时间参数溯源到铯原子频率标准；将脉冲发生器(5)的输出通道A、输出通道B、触发输出分别通过微波电缆连接至数字取样示波器(4)的输入通道A、输入通道B、触发通道，实现脉冲产生和测量的触发同步；将高稳频综器(6)的时钟输出通过BNC电缆连接至脉冲发生器(5)的外钟输入端，设置脉冲发生器(5)为外钟模式，可提高脉冲发生器的时钟稳定性，减小时钟抖动，从而提高输出脉冲的稳定性，减小延时误差；设置脉冲发生器(5)的两路脉冲输出延时量为Ops，设置数字取样示波器(5)的时基档位为皮秒级，用双光标法测量两路脉冲前沿中点的时延差，为了减小脉冲前沿中点确定不准引入的误差，将数字取样示波器(4)的垂直档位设置到分辨力最高，取多次平均测量结果，测得值为脉冲发生器的固有延时；利用脉冲发生器(5)的Deskew功能，消除其两路脉冲输出间的固有延时；设置脉冲发生器(5)的两路脉冲输出延时量为1ps，设置数字取样示波器(4)的时基档位为皮秒级，用双光标法测量两路脉冲前沿中点的时延差，将数字取样示波器(4)的垂直档位设置到分辨力最高，取多次平均测量结果，测得值即可作为延时量设置值为1ps的准确定标值；按1ps的步进量，设置脉冲发生器的两路脉冲输出延时量分别为2ps、3ps、4ps、5ps......，设置数字取样示波器(4)的时基档位为皮秒级，用双光标法测量两路脉冲前沿中点的时延差，将数字取样示波器(4)的垂直档位设置到分辨力最高，取多次平均测量结果，测得值即可作为2ps、3ps、4ps、5ps......时间间隔的定标值。