专利名称：被动型铷原子频标的利记博彩app
技术领域：
本实用新型涉及原子频标领域，特别涉及一种被动型铷原子频标。
背景技术：
为获得大自然中比较稳定的时间频率，人们通过对铷、铯、氢等原子施加弱磁场，使其原子能级由基态转变为激发态，利用不受外界磁场干扰的基态超精细结构0-0跃迁中心频率作为参照时间频率值。在被动型铷原子频标中，压控晶振输出的原始频率信号经隔离放大器进行隔离放大，微波倍混频模块对隔离放大器的输出信号和综合调制信号同时进行倍频和混频，以产生微波探询信号，物理单元对微波探询信号进行鉴频，产生量子鉴频信号；上述综合调制信号由综合伺服模块产生，同时综合伺服模块还产生一路与该综合调制信号同频同相的参考信号，综合伺服模块在对量子鉴频信号进行选频放大后，采用上述参考信号与选频放大后的信号进行同步鉴相，产生纠偏电压作用于压控晶振，以调整压控晶振的输出频率；通过上述结构单元，最终将压控晶振的输出频率锁定在原子基态超精细0-0中心频率上。在实现本实用新型的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题:由于原子频标中存在相位噪声，因此在综合伺服模块中产生的综合调制信号，经过物理单元的鉴频作用后，在进行同步鉴相时与参考信号存在一定的相位差(即相移)，进而对同步鉴相结果产生影响，影响原子频标的频率稳定度。
实用新型内容为了解决现有技术的问题，本实用新型实施例提供了一种被动型铷原子频标。所述技术方案如下: 本实用新型实施例提供了一种被动型铷原子频标，所述原子频标包括:压控晶振、隔离放大器、射频倍频模块、微波倍混频模块、物理单元和综合伺服模块，其中，所述综合伺服模块包括:选频放大单元、微处理器、频率合成器和同步鉴相单元，所述选频放大单元分别与所述物理单元和所述同步鉴相单元电连接，所述微处理器分别与所述压控晶振、所述隔离放大器以及所述频率合成器电连接，所述频率合成器还分别与所述射频倍频模块和所述微波倍混频模块电连接，所述原子频标还包括:用于同时显示量子鉴频信号和参考信号的波形的显示模块，所述综合伺服模块还包括:用于调整所述参考信号的上升沿和下降沿与所述量子鉴频信号平坦区域中心的相对位置的移相单元，所述显示模块分别与所述微处理器和所述物理单元电连接，所述移相单元分别与所述微处理器和所述同步鉴相单元电连接。其中，所述移相单元为移相器。其中，所述显示模块为示波器。其中，所述频率合成器为直接式数字频率合成器。本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是:[0012]通过同时显示量子鉴频信号和参考信号的波形，根据显示的波形，将参考信号的上升沿和下降沿调整到与量子鉴频信号平坦区域中心对齐，再进行同步鉴相即可获得准确的电压差，从而消除了相位噪声带来的相移问题，提高原子频标的频率稳定度。
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本实用新型实施例提供的被动型铷原子频标的结构示意图；图2是本实用新型实施例提供的移相前量子鉴频信号与参考信号的波形图；图3是本实用新型实施例提供的移相后量子鉴频信号与参考信号的波形图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。
实施例本实用新型实施例提供了一种被动型铷原子频标，参见图1，该原子频标包括:压控晶振1、隔离放大器2、射频倍频模块3、微波倍混频模块4、物理单元5、综合伺服模块6、以及用于同时显示量子鉴频信号和参考信号的波形的显示模块7，隔离放大器2分别与压控晶振1、射频倍频模块3以·伺服模块6电连接，综合伺服模块6分别与射频倍频模块3、物理单元5以及压控晶振I电连接，显示模块7分别与物理单元5和综合伺服模块6电连接。其中，压控晶振I输出原始频率信号；隔离放大器2用于将压控晶振I的输出频率信号进行隔离和放大；综合伺服模块6用于产生综合调制信号；隔离放大器2的输出信号经过射频倍频模块3输出至微波倍混频模块4，微波倍混频模块4用于对射频倍频模块3的输出信号和综合伺服模块6产生的综合调制信号同时进行倍频和混频，以产生微波探询信号；物理单元5用于对微波探询信号进行鉴频，产生量子鉴频信号；综合伺服模块6对量子鉴频信号进行选频放大后与参考信号进行同步鉴相，产生纠偏电压作用于压控晶振1，以调整压控晶振I的输出频率；通过上述结构单元，最终将压控晶振I的输出频率锁定在原子基态超精细0-0中心频率上。其中，综合伺服模块6包括:选频放大单元61、微处理器62、频率合成器63、同步鉴相单元64、以及用于调整参考信号的上升沿和下降沿与量子鉴频信号平坦区域中心的相对位置的移相单元65，选频放大单元61分别与物理单元5和同步鉴相单元64电连接，微处理器62分别与压控晶振1、隔离放大器2、频率合成器63以及显示模块7电连接，频率合成器63还分别与射频倍频模块3和微波倍混频模块4电连接，移相单元65分别与微处理器62和同步鉴相单元64电连接。其中，微处理器62采用隔离放大器2的输出作为参考源，通过串行通讯方式向频率合成器63发送频率合成指令，同时微处理器62直接向频率合成器63的键控调频引脚送一路79Hz键控调频信号。频率合成器63接收微处理器62发来的频率合成指令，以射频倍频模块3的输出为参考源，产生直接数字频率合成的5.3125MHz± Af 的综合调制信号，其中Af的大小由原子频标物理单元5的具体线宽决定。综合调制信号经微波倍混频模块4后产生6834.6875MHz+ A f的微波探询信号作用于物理单元5，经物理单元5的量子鉴频作用后产生量子鉴频信号，量子鉴频信号通过选频放大单元61输出至同步鉴相单元64与微处理器62产生的另一路79Hz参考信号进行同步鉴相，微处理器62产生的送至频率合成器63中的79Hz键控调频信号与送至同步鉴相单元64的79Hz参考信号具有相同相位。物理单元5的量子鉴频信号与79Hz参考信号在同步鉴相单元64中进行同步鉴相，并将结果送至微处理器62，用以产生相应的同步鉴相压控信号作用于压控晶振I。需要说明的是，理论上我们通过微处理器62产生两路相位相同的79Hz键控调频信号和79Hz参考信号，但是由于整个原子频标系统存在电路上的相位噪声，量子鉴频信号的相位与参考信号之间存在相移，为了同步鉴相的电压差采集的精度，将微处理器62输出的参考信号经过移相单元65后输送至同步鉴相单元64。具体地，可以通过移相单元65将参考信号的上升沿和下降沿调整到与量子鉴频信号平坦区域中心对齐，以保证电压差采集精度。优选地，移相单元65为移相器。其中，显示模块7为示波器。其中，频率合成器63为直接式数字频率合成器。在移相前，示波器两通道同时显示物理单元5输出的量子鉴频信号和微处理器62产生的参考信号，如图2所示，其中，a表示量子鉴频信号，b表示参考信号，由于相位噪声的存在，此时采样点C (即参考信号的上升沿和下降沿)对准的是原子自旋的张弛时间区D，因而对参考信号和量 子鉴频信号进行同步鉴相不能得到准确的电压差。通过移相单元65将参考信号的上升沿和下降沿调整到与量子鉴频信号平坦区域A和平坦区域B的中心对齐，如图3所示，调整后再进行同步鉴相即可获得准确的电压差，从而消除了相位噪声带来的相移问题。容易知道，由于原子频标中的相位噪声为固定值，因此在具体工作时，只需要根据示波器显示的波形手动完成第一次相位调整，并设定调整值，以后移相器即可自动进行相位调整。具体地，在铷原子频标中，根据示波器显示的波形对参考信号的相位进行调整，使其上升沿和下降沿对准量子鉴频信号的平坦区域中心，很容易实现，这里不再赘述。本实用新型实施例通过同时显示量子鉴频信号和参考信号的波形，根据显示的波形，将参考信号的上升沿和下降沿调整到与量子鉴频信号平坦区域中心对齐，再进行同步鉴相即可获得准确的电压差，从而消除了相位噪声带来的相移问题，提高原子频标的频率稳定度。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种被动型铷原子频标，所述原子频标包括:压控晶振(I)、隔离放大器(2)、射频倍频模块(3)、微波倍混频模块(4)、物理单元(5)和综合伺服模块(6)，其中，所述综合伺服模块(6)包括:选频放大单元(61)、微处理器(62)、频率合成器(63)和同步鉴相单元(64)，所述选频放大单元(61)分别与所述物理单元(5)和所述同步鉴相单元(64)电连接，所述微处理器(62)分别与所述压控晶振(I)、所述隔离放大器(2)以及所述频率合成器(63)电连接，所述频率合成器(63)还分别与所述射频倍频模块(3)和所述微波倍混频模块(4)电连接， 其特征在于，所述原子频标还包括:用于同时显示量子鉴频信号和参考信号的波形的显示模块(7)，所述综合伺服模块(6)还包括:用于调整所述参考信号的上升沿和下降沿与所述量子鉴频信号平坦区域中心的相对位置的移相单元(65)，所述显示模块(7)分别与所述微处理器(62 )和所述物理单元(5 )电连接，所述移相单元(65 )分别与所述微处理器(62 )和所述同步鉴相单元(64)电连接。
2.根据权利要求1所述的原子频标，其特征在于，所述移相单元(65)为移相器。
3.根据权利要求1所述的原子频标，其特征在于，所述显示模块(7)为示波器。
4.根据权 利要求1所述的原子频标，其特征在于，所述频率合成器(63)为直接式数字频率合成器。
专利摘要本实用新型公开了一种被动型铷原子频标，属于原子频标领域。所述原子频标包括压控晶振、隔离放大器、射频倍频模块、微波倍混频模块、物理单元、综合伺服模块和显示模块，其中，所述综合伺服模块包括选频放大单元、微处理器、频率合成器、同步鉴相单元和移相单元，所述移相单元分别与所述微处理器和所述同步鉴相单元电连接。本实用新型通过同时显示量子鉴频信号和参考信号的波形，根据显示的波形，将参考信号的上升沿和下降沿调整到与量子鉴频信号平坦区域中心对齐，再进行同步鉴相即可获得准确的电压差，从而消除了相位噪声带来的相移问题，提高原子频标的频率稳定度。
文档编号H03L7/26GK203119877SQ20132006427
公开日2013年8月7日 申请日期2013年2月1日 优先权日2013年2月1日
发明者雷海东 申请人:江汉大学