Таблица 2 - Отклонения частот генераторов с различными значениями нестабильностей
№ генератора | Отклонение длительности интервала измерений от номиналь-ного значения | Оценка отклонения длительности интервала измерений от номиналь-ного значения | Отклонение частоты генератора от номиналь-ного значения | Оценка отклонения частоты генератора от номиналь-ного значения | Нескомпенси-рованное значение отклонения частоты генератора от номиналь-ного значения |
1 | 7,1571·10–10 | 5,7286·10–10 | 9,1396 | 10,5691 | –1,4285 |
2 | 7,1571·10–10 | 5,7286·10–10 | 5,4627 | 6,8912 | –1,4285 |
3 | 7,1571·10–10 | 5,7286·10–10 | 17,9396 | 19,3621 | –1,4285 |
4 | 7,1571·10–10 | 5,7286·10–10 | 4,5091 | 5,8155 | –1,4285 |
5 | 7,1571·10–10 | 5,7286·10–10 | 4,3870 | 5,6945 | –1,4285 |
6 | 7,1571·10–10 | 5,7286·10–10 | –34,3296 | –32,8945 | –1,4285 |
7 | 7,1571·10–10 | 5,7286·10–10 | 101,4612 | 102,8897 | –1,4285 |
8 | 7,1571·10–10 | 5,7286·10–10 | –42,5164 | –41,0879 | –1,4285 |
9 | 7,1571·10–10 | 5,7286·10–10 | –76,3188 | –74,8904 | –1,4285 |
10 | 7,1571·10–10 | 5,7286·10–10 | 49,2136 | 50,6421 | –1,4285 |
Таблица 3 - Параметры отклонений в различных реализациях для генераторов при наличии одного высокостабильного генератора
№ генератора | Отклонение длительности интервала измерений от номинального значения | Оценка отклонения длительности интервала измерений от номинального значения | Отклонение частоты генератора от номинального значения | Оценка отклонения частоты генератора от номинального значения | Нескомпенсированное значение отклонения частоты генератора от номинального значения |
1 | 3,031·10–10 | 2,9280·10–10 | –10,7289 | –12,0320 | 1,3031 |
2 | 3,031·10–10 | 2,9280·10–10 | 95,6473 | 93,0412 | –2,6061 |
3 | 3,031·10–10 | 2,9280·10–10 | –9,8169 | –13,7261 | 3,9092 |
4 | 3,031·10–10 | 2,9280·10–10 | 27,4968 | –22,2845 | 5,2123 |
5 | 3,031·10–10 | 2,9280·10–10 | –55,2055 | –61,7210 | 6,5155 |
6 | 3,031·10–10 | 2,9280·10–10 | –595,9512 | –603,7869 | 7,8187 |
7 | 3,031·10–10 | 2,9280·10–10 | –682,9459 | –692,0678 | 9,1219 |
8 | 3,031·10–10 | 2,9280·10–10 | 807,9309 | –797,5062 | 10,4245 |
9 | 3,031·10–10 | 2,9280·10–10 | 26,0213 | 14,2935 | 11,7278 |
10 | 3,031·10–10 | 2,9280·10–10 | 212,7528 | 199,4438 | 13,0309 |
Полученные результаты показывают, что и для генераторов, имеющих различные параметры, отклонения частот генераторов от номинальных значений после компенсации значительно уменьшаются. Однако при этом, в отличие от предыдущих случаев, отклонение частоты каждого генератора будет пропорциональным его номинальной частоте.
Таким образом, приведенные результаты моделирования подтверждают основные закономерности, полученные при теоретических исследованиях. Получаемые отличия связаны с ограниченным объемом выборки результатов.
Рассмотрим решение задачи стабилизации частот системы генераторов с использованием предложенного метода для системы, состоящей из
генераторов, в следующей постановке: предположим, что -й генератор, задающий временной интервал измерений, является высокостабильным, а к стабильности остальных генераторов не предъявляются высокие требования.Совокупность
генераторов формирует сигналы с номинальными значениями фаз сигналов . Однако на вход измерителя поступают сигналы не с номинальными значениями фаз , а сигналы, фазы которых отличаются на величину , равную сумме двух компонентов: . (47)На основании соотношения (27) с учетом условия
получаем . (48)В случае, если все
генераторов имеют одинаковые параметры (относительные нестабильности и частоты), выражение (48) преобразуется к виду . (49)Соотношение (49) показывает, что при сделанных допущениях дисперсия оценки отклонения длительности временного интервала от номинального значения определяется стабильностью генератора, задающего длительность временного интервала. При этом для составляющих отклонения фазы от номинального значения k-го генератора можно установить неравенство
. В силу данного неравенства следует , что сразу дает возможность получить значение отклонения частоты k-го генератора. Полученный вывод подтверждается данными, приведенными в табл. 4.Таблица 4 - Параметры отклонений в различных реализациях для генераторов при наличии одного высокостабильного генератора
№ генератора | Отклонение длительности интервала измерений от номинального значения | Оценка отклонения длительности интервала измерений от номинального значения | Отклонение частоты генератора от номинального значения | Оценка отклонения частоты генератора от номинального значения | Нескомпенсированное значение отклонения частоты генератора от номинального значения |
1 | 3,031·10–10 | 2,9280·10–10 | –10,7289 | –12,0320 | 1,3031 |
2 | 3,031·10–10 | 2,9280·10–10 | 95,6473 | 93,0412 | –2,6061 |
3 | 3,031·10–10 | 2,9280·10–10 | –9,8169 | –13,7261 | 3,9092 |
4 | 3,031·10–10 | 2,9280·10–10 | 27,4968 | –22,2845 | 5,2123 |
5 | 3,031·10–10 | 2,9280·10–10 | –55,2055 | –61,7210 | 6,5155 |
6 | 3,031·10–10 | 2,9280·10–10 | –595,9512 | –603,7869 | 7,8187 |
7 | 3,031·10–10 | 2,9280·10–10 | –682,9459 | –692,0678 | 9,1219 |
8 | 3,031·10–10 | 2,9280·10–10 | 807,9309 | –797,5062 | 10,4245 |
9 | 3,031·10–10 | 2,9280·10–10 | 26,0213 | 14,2935 | 11,7278 |
10 | 3,031·10–10 | 2,9280·10–10 | 212,7528 | 199,4438 | 13,0309 |
При проведении исследований рассматривался случай, когда стабильность одного из генераторов превышала стабильности каждого из остальных в десять раз, а частоты были одинаковые. В частности,
, , а значения частот Гц .