Referenzfrequenz

Referenzfrequenz bezeichnet eine exakt definierte und besonders stabile Frequenz, die als Bezugsgröße für Kalibrierung, Synchronisation und Messungen in elektronischen Systemen dient. Sie bildet die Grundlage, an der Signale, Frequenzverteilung und Zeitabläufe ausgerichtet werden.

In der Metrologie werden Referenzfrequenzen durch Frequenzstandards bereitgestellt, die mit dem SI-System verknüpft sind. Primärstandards beruhen auf dem halbogen Hyperfeintransition des Cäsium-133 und definieren die Sekunde. Sekundärstandards wie Rubidium- oder Hydrogen-Maser-Oszillatoren liefern sehr stabile Referenzen und werden oft an nationale oder internationale Zeitskalen gekoppelt. Optische Frequenzstandards treten insbesondere in der Grundlagenforschung auf und bieten sehr hohe Langzeitstabilität, werden aber in der Praxis seltener als Referenzfrequenzen in Alltagsanwendungen genutzt.

Typische Referenzsignale sind Oszillator-Ausgaben wie 10 MHz, 5 MHz, 100 MHz oder GPS-/GNSS-Disziplinierte Quellen. Diese Referenz wird in der Regel durch Phasenregelung (PLL) stabilisiert und über Verteilnetze synchronisiert, sodass mehrere Geräte in einem Netzwerk dieselbe Zeit- bzw. Frequenzbasis teilen. Die Referenzfrequenz muss nachvollziehbar (traceable) sein, das heißt durch eine Kalibrierungskette bis zum Primärstandard mess- und prüfbar.

Anwendungsgebiete umfassen Zeit- und Frequenzverteilung in Rechenzentren, Telekommunikationsnetzen, Navigation, Mess- und Instrumentierungslabors sowie Präzisionsforschung. Die Wahl der Referenzfrequenz hängt von Anforderungen an Genauigkeit, Stabilität, Langzeitverfolgung und Kosten ab.