让每一秒都“走”得更精准

——走近高科技·北京时间背后的“石家庄元素”

□本报记者 王巍 实习生 李莉

石家庄数英仪器有限公司生产车间内，一台插满数据传输线路的仪器正在工作。这台仪器就是多通道双混频时差测量系统，主要对原子钟时频参数进行测量和校准。

“我们生产的多通道双混频时差测量系统正在为中国计量科学研究院服役。国家授时中心发布准确无误的北京时间，它功不可没。”数英仪器总经理邓志成说。

如今，石家庄数英仪器打破西方国家的技术垄断，由其独立生产的商品型多通道双混频时差测量系统，已在多个领域得到应用。

让北京时间校准实现国产化

在数英仪器的生产车间一个产品展示架上，三台被黑色数据传输线路连接在一起的设备正在运转。

“后面两台设备，是铷原子钟；前面一台，是双混频时差测量器。我们正利用双混频时差测量器，对铷原子钟的短期稳定度进行检测。”一位工作人员这样介绍。

双混频时差测量器，就是原子钟的一种监测校准设备。

在双混频时差测量器的黑色显示屏上，显示着许多大小不一的白色网格。在白色网格上，有一黄一绿两根斜度不同的曲线，曲线随着时间的移动时而变化，时时直观地反映出当前的测量状态。

“横坐标代表时间，比如1秒、10秒、100秒；纵坐标代表原子钟时频参数的测量值。”

工作人员说着，点了下双混频时差测量系统设备上的按键，显示屏上又显示出一组数据：8.920乘以10的-12次方、8.700乘以10的-12次方、8.800乘以10的-12次方……

“只要监测出的数据始终小于1.5乘以10的-11次方，就说明铷原子钟误差达标，可正常使用。而且监测数值越小，说明原子钟的稳定度和准确度越高。”

原子钟的原理，是将特殊元素，如氢、铯、铷等置于特定的封闭装置，然后测定其振荡的频率，并将频率转化为时间。目前，全世界的标准时间都是由原子钟来提供和保持的，北京时间的产生和发布也是如此。

原子钟是否准确，对国家授时中心发布的北京时间准确性，起着至关重要的决定性作用。然而，受技术水平所限，北京时间的校准一度全部依赖从西方国家进口的校准设备进行。

时间频率量值的准确可靠，是国防及国民经济建设的重要基础。为不再受制于人，我国需要建立一套独立自主的时间频率测量体系。同时，从某种意义上来说，双混频时差测量技术也代表了一个国家科技水平和研发能力的强弱。

2006年，数英仪器担起这一重任。

从“一张白纸”起步攻克无数难关

在数英仪器产品展厅内，摆放着十多台形态各异的仪器设备。这些都是该公司近年来自主研发的新产品。

在一台双混频时差测量系统设备的前面板上，有开始、停止、打印和几个功能按键，下方还设有五个信号输入接线插口。

“经过几年研发创新，双混频时差测量器功能更加强大，现在已经可以实现对4台到8台原子钟进行同步监测。”一位技术专家说。

随着技术的逐步成熟，双混频时差测量器被应用在更广泛领域。除了为中国计量科学研究院的原子钟提供校准，目前数英仪器生产的双混频时差测量器，还被应用在北斗卫星星载原子钟的校准测试当中。

技术创新不仅为数英仪器带来荣誉，更为企业赢得了更广阔的市场空间。

然而，人们都说：“万事开头难。”

回忆起研发之初的种种，数英仪器研发二部经理苏志强感慨颇深。

2006年前，掌握双混频时差测量技术的只有美国和德国的两家公司，而且他们对这项技术严格保密。可以说，数英仪器就是从这样“一张白纸”开始搞研发，没有任何资料可供借鉴，其难度可想而知。

周期模糊现象是研发组遇到的第一个难题。

双混频时差测量系统主要是将两组信号进行对比，来检测原子钟的准确度。由于存在频率偏差，在比对时，参考信号和被测信号随着长时间的测量，最终一定会在某个时间点发生重合。可是，最初研发所使用的传统测量方法，不能保证对两个信号的无间隙采样，因此，总是发生无法捕捉到信号重合点的情况。周期模糊就是指这种现象。

为解决这一问题，项目组研发人员做了大量实验。首先，从硬件入手，设计了许多新型电路板，但问题始终无法解决。研发人员转变思路，又从软件计数、软件算法、软件处理等方面寻求解决途径。经过6个月努力终于摸索出一套有效方法，实现了对设备信号的无间隙采样，从而彻底解决了周期模糊现象。

随后，研发人员又通过设计印制板电路、分析电路，成功解决了系统中的多路扩展、信号隔离等一系列技术难题，为测量系统的可靠稳定运行提供了保证。

“石家庄智造”身影越来越清晰

尝到科技创新的甜头，数英科技自主创新的脚步再也不曾停歇。近年来，越来越多全国领先、甚至世界领先的新技术和新设备出现在他们的产品目录上。

在数英仪器的研发中心，一位技术人员正在专心调试一台镶嵌着蓝色边框的白色仪器。

当技术人员用一根黑色测试传输线，将白色仪器与另外一个频率合成器设备相链接，仪器显示屏上显示出一组数据：“9.9999999379”。而且，随着时间推移，数据不断产生变化。

这台仪器叫做SS7402高精度时间间隔计数器，也是数英仪器自主研发的一种高端测量仪器。

高精度时间间隔计数器主要用于测量GPS/北斗全球定位系统的秒信号时差，通过该设备，可以将GPS/北斗全球定位系统的时间与地面时间进行比对，看两者是否一致，并对GPS/北斗全球定位系统设备提供时间校准。

现在，高精度时间间隔计数器已经被广泛应用于通信、雷达、卫星及导航定位等领域。近年来，时间间隔计数器的研究开始朝着高分辨率、高集成度、模块化、小型化方向发展。

“我们的高精度时间间隔计数器精度更高，分辨路可达25ps，整体技术已达国际先进水平。”邓志成说。

凭借研发创新，该公司先后被认定为河北省高新技术企业、河北省信息产业科技创新先导型企业等，由其自主研发生产的信号发生器、数字式频率特性测试仪，还被国家科技型中小企业技术创新基金列入无偿资助项目。

付出无数心血的科技创新，为数英科技的发展壮大提供了有力支撑，同时也让“石家庄智造”的身影，从模糊变得越来越清晰可见。

编辑： 张小波