提高原子頻標短期穩定度指標的方法、裝置及原子頻標制造方法及圖紙

本發明專利技術公開了一種提高原子頻標短期穩定度指標的方法、裝置和原子頻標，屬于原子頻標領域。所述方法包括：鎖定判斷單元判斷原子頻標整機系統工作狀態；根據原子頻標整機系統工作狀態，中央處理器通過糾偏電壓單元向壓控晶振輸出糾偏電壓。該裝置包括：鎖定判斷單元、中央處理器和糾偏電壓單元。本發明專利技術通過中央處理器根據鎖定判斷單元得出的原子頻標整機系統的工作狀態來控制糾偏電壓單元工作，在整機處于鎖定和未鎖定兩種狀態下，中央處理器通過糾偏電壓單元輸出不同的糾偏電壓作用于壓控晶振，從而消除原子頻標的短暫跳變，提高了原子頻標短期穩定度指標。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及原子頻標領域，特別涉及一種提高原子頻標短期穩定度指標的方法、裝置及原子頻標。
技術介紹
原子頻標作為高穩定、高精度的時間同步源,正被廣泛應用于航天、通訊等眾多領域。現有的原子頻標主要包括壓控晶振、電子線路和物理單元三大部分；其中，壓控晶振輸出的信號經電子線路的處理產生微波探詢信號，該微波探詢信號作用于物理單元后，產生量子鑒頻信號；電子線路將該量子鑒頻信號與參考信號進行同步鑒相，產生糾偏電壓作用于壓控晶振，從而改變壓控晶振的輸出，進而將壓控晶振輸出鎖定于原子基態超精細 0-0中心頻率上。專利技術人在實現本專利技術的過程中，發現現有技術至少存在以下問題在實際的原子頻標應用中，由于外界工作環境條件的影響、以及原子頻標內部組成部件不穩定，可能會使糾偏電壓出現大的波動，在這種情況下，會導致壓控晶振的輸出信號頻率出現短暫的跳變，進而影響原子頻標整機系統的短期穩定度指標。
技術實現思路
為了解決現有技術的問題，本專利技術實施例提供了一種提高原子頻標短期穩定度指標的方法、裝置及原子頻標。所述技術方案如下—方面，本專利技術實施例提供了一種提高原子頻標短期穩定度指標的方法，所述方法包括鎖定判斷單元判斷原子頻標整機系統工作狀態，所述原子頻標整機系統工作狀態包括鎖定狀態和未鎖定狀態；當所述原子頻標整機系統處于鎖定狀態時，中央處理器判斷當前糾偏電壓是否會引起原子頻標整機系統輸出頻率產生跳變；若是，則所述中央處理器通過糾偏電壓單元向壓控晶振輸出上一次的糾偏電壓；若否，則所述中央處理器通過糾偏電壓單元向壓控晶振輸出所述當前糾偏電壓。其中，所述中央處理器判斷當前糾偏電壓是否會引起原子頻標整機系統輸出頻率產生跳變，包括采用當前同步鑒相產生的糾偏電壓和所述壓控晶振的壓控斜率，計算所述糾偏電壓將會產生的波動值；將所述波動值與短期穩定度中的標準值進行比較，若所述波動值大于所述短期穩定度中的標準值，則判斷為會引起跳變；若所述波動值小于所述短期穩定度中的標準值，則判斷為不會引起跳變。其中，當所述原子頻標整機系統處于鎖定狀態時，所述糾偏電壓由基準電壓和修正電壓構成，所述基準電壓為所述原子頻標整機系統第一次鎖定時的糾偏電壓；則所述中央處理器通過糾偏電壓單元向壓控晶振輸出上一次的糾偏電壓，包括所述中央處理器通過第一數模轉換器單元輸出基準電壓，通過第二數模轉換器輸出上一次的修正電壓。其中，所述中央處理器通過糾偏電壓單元向壓控晶振輸出當前糾偏電壓，包括所述中央處理器通過所述第一數模轉換器單元輸出基準電壓，通過所述第二數模轉換器輸出當前的修正電壓。進一步地，所述方法還包括當原子頻標整機系統進入鎖定狀態時，所述中央處理器開啟用于控制第二模數轉換器單元通閉的糾偏使能單元。其中，所述方法還包括當所述原子頻標整機系統處于未鎖定狀態時，所述中央處 理器通過糾偏電壓單元向壓控晶振輸出當前糾偏電壓。進一步地,所述方法還包括判斷跳變持續的時間是否超過預定時間值t，若未超過時間值t，則所述中央處理器向壓控晶振輸出上一次的糾偏電壓；若超過時間值t，則所述中央處理器向壓控晶振輸出當前糾偏電壓。另一方面，本專利技術實施例還提供了一種提高原子頻標短期穩定度指標的裝置，所述裝置包括鎖定判斷單元，用于判斷原子頻標整機系統是否處于鎖定狀態；中央處理器，用于當所述原子頻標整機系統處于鎖定狀態時，判斷當前糾偏電壓是否會引起原子頻標整機系統輸出頻率產生跳變；糾偏電壓單元，用于當所述中央處理器的判斷結果為是時，向壓控晶振輸出上一次的糾偏電壓；當所述中央處理器的判斷結果為否時，則向壓控晶振輸出所述當前糾偏電壓。其中，所述糾偏電壓單元包括第一數模轉換器單元、第二數模轉換器單元、用于為所述第一數模轉換器單元提供外部參考電壓的第一電壓基準單元、用于為所述第二數模轉換器單元提供外部參考電壓的第二電壓基準單元和和用于控制所述第二模數轉換器單元通閉的糾偏使能單元；所述第一數模轉換器單元與所述中央處理器相連，所述第二數模轉換器單元通過所述糾偏使能單元與所述中央處理器相連，所述第一數模轉換器單元和所述第二數模轉換器單元同時連接壓控晶振，所述第一數模轉換器單元和所述第二數模轉換器單元分別連接所述第一電壓基準單元和所述第二電壓基準單元。另一方面，本專利技術實施例還提供了一種原子頻標，包括壓控晶振、物理單元、隔離放大器、射頻倍頻單元、微波倍、混頻單元、數字頻率合成器、中央處理器、選頻放大單元和同步鑒相單元，以及前述提高原子頻標短期穩定度指標的裝置。本專利技術實施例提供的技術方案帶來的有益效果是通過中央處理器根據鎖定判斷單元得出的整機系統的鎖定狀態來控制糾偏電壓單元工作，在整機處于鎖定和未鎖定兩種狀態下，中央處理器通過糾偏電壓單元向壓控晶振輸出糾偏電壓，從而消除原子頻標的短暫跳變，提高了原子頻標的短期穩定度指標。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖I是原子頻標的基本結構示意圖；圖2是本專利技術實施例I提供的一種提高原子頻標短期穩定度指標的方法流程圖；圖3是本專利技術實施例I提供的原子頻標整機系統鎖定判斷原理圖；圖4是本專利技術實施例2提供的一種提高原子頻標短期穩定度指標裝置的結構示意圖；圖5是本專利技術實施例2提供的一種提高原子頻標短期穩定度指標裝置的詳細結構示意圖；圖6是本專利技術實施例3提供的一種原子頻標的結構示意圖。具體實施例方式為使本專利技術的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本專利技術實施方式作進一步地詳細描述。下面先結合圖I對原子頻標的基本結構進行簡單介紹。該結構僅為舉例，并不作為對本專利技術的限制。如圖I所示，原子頻標包括壓控晶振I、物理單元2、隔離放大器3、射頻倍頻單元4、微波倍、混頻單元5、數字頻率合成器6、中央處理器7、選頻放大單元8和同步鑒相單元9。其中，壓控晶振I用于輸出原始頻率信號；隔離放大器3用于將壓控晶振I的輸出頻率信號進行隔離和放大；射頻倍頻單元4用于對經隔離放大器3隔離放大后的信號進行倍頻；微波倍、混頻單元5用于對經過射頻倍頻單元4倍頻后的信號和數字頻率合成器6產生的綜合調制信號同時進行倍頻和混頻，以產生微波探詢信號；物理單元2用于對微波探詢信號進行鑒頻，產生量子鑒頻信號；選頻放大單元8，用于對量子鑒頻信號進行光檢放大和方波整形；中央處理器7用于產生頻率合成指令、調制信號以及同步鑒相參考信號；數字頻率合成器6用于根據中央處理器7產生的頻率合成指令和鍵控調頻信號產生前述綜合調制信號；同步鑒相單元9用于對上述經光檢放大和方波整形后的物理單元產生的量子鑒頻信號進行同步鑒相，產生糾偏電壓作用于壓控晶振1，以調整壓控晶振I的輸出頻率；通過上述結構單元，最終將壓控晶振I的輸出頻率鎖定在原子基態超精細0-0中心頻率上。實施例I本專利技術實施例提供了一種提高原子頻標短期穩定度指標的方法，參見圖2，該方法包括步驟201 :鎖定判斷單元判斷原子頻標整機系統工作狀態，該原子頻標整機系統工作狀態包括鎖定狀態和未鎖定狀態。并且，當原子頻標整機系統處于未鎖定狀態時，執行步驟202 ;當原子頻標整機系統處于鎖定狀態時，執行步驟203。具體地本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種提高原子頻標短期穩定度指標的方法，其特征在于，所述方法包括：鎖定判斷單元判斷原子頻標整機系統工作狀態，所述原子頻標整機系統工作狀態包括鎖定狀態和未鎖定狀態；當所述原子頻標整機系統處于鎖定狀態時，中央處理器判斷當前糾偏電壓是否會引起原子頻標整機系統輸出頻率產生跳變；若是，則所述中央處理器通過糾偏電壓單元向壓控晶振輸出上一次的糾偏電壓；若否，則所述中央處理器通過糾偏電壓單元向壓控晶振輸出所述當前糾偏電壓。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：詹志明，雷海東，
申請(專利權)人：江漢大學，
類型：發明
國別省市：