用低功耗SA.45原子钟模块建立区域时间标准的解决方案
（初稿）
1．目的：使用低功耗SA.45S CSAC建立自守时时间标准，守时为1us/天或10us/10天。
2.问题的提出：
根据工程应用的要求，要建立自守时为1us/天或10us/10天的时间标准，其频率标准源10天的平均频率准确度应保证
（频率准确度为1E-11的情况下，1天86400秒,其秒信号的漂移量为：86400s*1E-11=864ns＜1us）。
为此，我们需要对SA.45S CSAC的相关主要技术指标作一个分析：
⑴ 频率漂移特性
SA.45S 的技术规格书给出的月漂移参数为:＜3E-10 /月。如果按线性模型推算，平均每天的频率漂移量就为1E-11/天，10天累计将漂移1E-10。但通常，原子钟的频率漂移特性是指数模型的，即开机后初始阶段的频率漂移较大，工作一段时间后的频率漂移就会变小。所以SA.45S的初始频率漂移必定＞1E-11/日。据了解，SA.45S在本工程中的应用是主要使用的是SA.45S的初始工作阶段，在这个工作阶段，其频率漂移较大，平均每天都可能超过1E-11。
⑵ 温度频差
SA.45S 的技术规格书给出温度频差为：-10～+70℃ 为： ±5E-10；
-45～+85℃ 为： ±1E-9；
从SA.45S给出的温度频差可以得出：在-10～+70℃的温度范围内，全温范围内的温度频差为1E-9，按线性特性推算，平均每℃的频率变化为1.25E-11/℃；在-45～+85℃的温度范围内，全温范围内的温度频差为5E-8，按线性特性推算，平均每℃的频率变化为7.69E-11/℃。可见如果有20℃的温差变化，如不对SA.45S不进行温度补偿，其输出10M信号的频率变化将达到2.5E-10以上。这样， SA.45S将难以保证工程应用的需要。
⑶ 电压频差
SA.45S 的技术规格书给出电压频差为：＜4E-10；
根据SA.45S 的技术规格书给出的工作电压范围为：3.3V±0.1V，我们可以理解为SA.45S的工作电压范围变化0.1V，其频率的变化可能是2E-10；
由于SA.45S的工程应用是电池供电，电池对SA.45S的供电虽然经过稳压处理，但也可能会因电池供电电压降低而发生变化。
⑷ 频率重现性
SA.45S 的技术规格书给出的频率重现性为：± 5E-11
综上所述， SA.45S的频率漂移特性、温度频差、电压频差和频率重现性对于用SA.45S作为守时的影响都大于1E-11。为此，必须对其进行补偿，才能保证工程应用的要求。当然，在应用前将其频率准确度校准到优于5E-12是必须的。
⑸ 频率准确度
SA.45S 的技术规格书给出的频率准确度（出厂校准）：优于5E-11。
当然，这项指标我们可以通过在使用前对其用一个GPS秒进行驯服，或对其直接进行校准，使其频率准确度优于1E-12。其中通过GPS驯服校频是一个比较简捷、方便的方法，只是这种方法所需要的校频时间较长，正常情况，需要5000秒以上。
总之，单纯靠SA.45S自身优良的性能特性来保证工程应用的要求，其难度和随机性还是比较大的，需要对SA.45S的某些技术指标参数作预测性的补偿修正，才能保证其在工程应用中满足预期的指标要求。
3方案设想
根据上面对SA.45S的5项主要技术指标的分析，可知其对SA.45S守时影响较大，甚至无法满足工程应用的需要。为此提出通过实验方法，建立上述四项技术指标参数的测量、建模和控制补偿的方案。
（注：该方案的测量方法及数据处理参照GJB-J_2762-1996 和GJB-J_1648-1993国军标提出。）
为此，需作以下几个方面的工作：
⑴ 按照工程应用的特点，测量SA.45S的频率漂移率，建立SA.45S的频率漂移补偿模型；
⑵ 按照工程应用的要求，测量SA.45S的温度频差，建立SA.45S的温度补偿模型；
⑶ 根据工程应用特点，测量SA.45S的频率重现性，建立SA.45S的频率重现性补偿模型；
⑷ 根据工程应用特点，测量SA.45S的电压频差，建立SA.45S的电压补偿模型；
⑸ 根据工程应用特点，在使用SA.45S前对其进行驯服频率校准；
根据上面五个方面的工作要求，需建立一个多路数据采集，分别建立补偿模型，并分别补偿模型到对应的控制CPU里的一个试验测试平台。方案框图见下图一：
图一