Pendulum 校正實驗室時頻溯源頻率參考源FTR-210R

校正實驗室的時頻參考與溯源

從 GNSS 鎖定的銣原子參考、獨立式高穩定度參考源，到把 10 MHz 分配到每一張工作檯——建立一條說得清楚的溯源鏈。

Time & Frequency Reference and Traceability for Calibration Labs

方案摘要

校正實驗室的時頻量測，關鍵不是儀器解析度而是溯源：每一個頻率讀值都要能說出它是對照什麼量的。Pendulum FTR-210R 以 GNSS 鎖定銣原子振盪器提供對 UTC 優於 10 ns rms 的時間準確度並內建可追溯校準；收不到 GNSS 的屏蔽室或地下實驗室則以 6688/6689 獨立式參考源承接，校正不確定度 5×10⁻⁹ 或 5×10⁻¹¹。FDA-301 與 DA-36 把參考訊號經光纖或同軸分配到 2 km 內的各工作檯，CNT-91/91R 則以 35 ps 單發解析度承擔比對量測。本文說明這四種設備在溯源鏈中各自的位置。

溯源鏈要回答的問題

校正證書上的每個頻率讀值，審查者要看的是它對照什麼量、不確定度怎麼來的、上一次校準是什麼時候。這條鏈在實驗室內部通常長這樣：一個對 UTC 溯源的主參考、一個或多個在主參考失效時能撐住的備援參考、一套把 10 MHz 送到每張工作檯而不劣化的分配系統，以及做比對量測的計數器。

長期準與短期穩其實互相衝突。單靠 GNSS 接收機長期很準但短期抖；單靠銣原子鐘短期很穩但會按老化率慢慢偏離。實驗室的參考架構就是在這兩者之間做安排。

主參考：GNSS 鎖定的 FTR-210R

Pendulum FTR-210R 把 GNSS 與銣原子振盪器鎖在一起：鎖定期間由 GNSS 提供長期準確度，銣振盪器負責短期穩定度與失鎖後的保持能力。1 pps 對 UTC 的時間準確度優於 10 ns rms，保持模式典型漂移約每 24 小時 1 µs，手動保持模式老化率低於每月 5×10⁻¹¹——天線暫時被遮蔽不會讓整套量測作廢。

標準輸出為 5 路 10 MHz、1 路 5 MHz 與 1 路 1 pps，可擴充至 11 組；選配 2×100 MHz 輸出與 IRIG-B DCLS 可程式脈衝。它內建可追溯校準，這正是校正實驗室要的：參考本身的溯源文件有據可查。安裝前最需要確認的是天線位置，收訊條件決定它能不能達到標稱值。

沒有天空可看時：6688 與 6689 獨立式參考源

屏蔽室、地下實驗室、艦艇與車載機櫃收不到 GNSS，這時需要不依賴外部訊號的獨立式參考源。6688 核心可選 OCXO 或銣原子振盪器，輸出 5 路或 10 路 10 MHz 加 1 路 5 MHz，一台可同步驅動多達十一台儀器。6688 在 +23±3 °C 的校正不確定度為 5×10⁻⁹、月老化率 3×10⁻⁹；6689 校正不確定度達 5×10⁻¹¹。

獨立式參考源一離開校準台就開始按老化率漂移，準確度是「上次校準到現在」的函數。選型的核心問題因此是：您能接受多久校準一次——老化率決定它多快偏離容許範圍，也決定實驗室要排多密的再校準週期。

把參考送到每張工作檯：FDA-301 與 DA-36

參考源只有一台，需要它的儀器卻分散在不同房間甚至不同建築。同軸線在數百公尺後衰減與雜訊都難以接受，跨建築串接還會引入接地迴路。FDA-301 以光纖解決這一段：單一參考經光纖分配至 2 km 外的遠端站點，最多 18 路光纖輸出或 12 路同軸輸出，正弦分配範圍 100 kHz–60 MHz，脈衝分配支援 1 pps 與 IRIG-B DCLS，雙路主從式輸入自動切換。

點對點的小規模需求用 DA-36：1 路光纖加 1 路同軸輸入，輸出 1 路光纖與 4 路 BNC，頻率範圍 200 kHz–16 MHz。它採全類比傳輸、不含 PLL，因此不會引入鎖相迴路自身的相位雜訊與鎖定時間——對相位雜訊敏感的比對量測，這個取捨很重要。

比對量測：CNT-91/91R

校準待測振盪器時，需要一台計數器把它與參考做比對。CNT-91 的單發時間解析度 35 ps，量測速率每秒 25 萬筆、內部記憶體最多 350 萬筆，讓 Allan 偏差與時間間隔統計能以足夠樣本數完成；標準量測範圍 0.001 Hz 至 400 MHz，第三通道可選配至 3、8、14 或 20 GHz。91R 內建銣時基，適合作為行動校準的獨立參考。

成朔企業為 Pendulum 台灣代理，可說明每台設備的校準證書內容與再校準安排；實驗室擴充或短期比對專案也可透過時頻標準源租賃先行驗證。