一种原子频标的利记博彩app
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及原子频标领域，特别涉及一种原子频标。
【背景技术】
[0002] 被动型铷原子频标系统包括物理系统和电子线路两大部分。电子线路包括，压 控晶体振荡器（英文：Voltage Controlled X'tal Oscillator，简称：VCXO)、综合调制电 路、倍、混频电路、及伺服锁相放大电路。VCX0的输出信号一方面作为原子钟的输出信号输 出，另一方面分别输入至综合调制电路和倍、混频电路；倍、混频电路在VCX0的输出信号和 综合调制电路输出的调制信号作用下，输出微波探测信号到物理系统中，使物理系统实现 量子鉴频；伺服锁相放大电路对物理系统输出的量子鉴频信号进行同步鉴相，产生作用于 VCX0的纠偏电压，最终将原子钟的输出信号频率锁定在铷原子的基态超精细0 - 0跃迀频 率上。
[0003] 其中，当微波探测信号的中心频率高于原子跃迀频率时，量子鉴频信号和调制信 号同频反相；当微波探测信号的中心频率低于原子跃迀频率时，量子鉴频信号和调制信号 同频同相；当微波探测信号的中心频率等于原子跃迀频率时，量子鉴频信号频率是调制频 率的2倍。伺服锁相放大电路正是利用这一特性，采用同步鉴相方案实现整机的闭环锁定。 现有的同步鉴相方案包括，当量子鉴频信号和调制信号同频反相时，输出第一纠偏电压至 VCX0,降低VCX0的输出信号频率；当量子鉴频信号和调制信号同频同相时，输出第二纠偏 电压至VCX0,提高VCX0的输出信号频率；当量子鉴频信号频率是调制频率的2倍时，判定 原子频标处于锁定状态，保持VCX0当前的输出信号频率。
[0004] 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：
[0005] 量子鉴频信号和调制信号同频同相或同频反相，是基于微波探测信号进入有效的 量子鉴频吸收带宽之内。当微波探测信号未进入有效的量子鉴频吸收带宽之内时，即微波 探测信号的中心频率大范围地偏离原子跃迀频率，量子鉴频信号经处理后将是一个持续的 电平，原子频标处于脱锁状态。这时，现有的同步鉴相方案不能对量子鉴频信号进行识别， 导致原子频标无法正常工作。 【实用新型内容】
[0006] 本实用新型实施例提供了一种原子频标，可以解决在原子频标处于脱锁状态时原 子频标无法正常工作的技术问题。所述技术方案如下：
[0007] 本实用新型提供了一种原子频标，所述原子频标包括：
[0008] 压控晶体VCX0、隔离放大器、倍混频电路、物理系统、微控制器、电压转换电路、方 波整形电路、快门Shutter、环形振荡器和第一计数电路；所述物理系统包括光谱灯和集成 滤光共振泡；
[0009] 所述VCX0的输出端与所述隔离放大器的输入端电连接，
[0010] 所述隔离放大器的第一输出端与所述倍混频电路的第一输入端电连接，所述隔离 放大器的第二输出端与所述微控制器的第一输入端电连接；
[0011] 所述倍混频电路的第二输入端与所述微控制器的第一输出端电连接，所述倍混频 电路的输出端与所述物理系统电连接；
[0012] 所述物理系统与所述方波整形电路的输入端电连接，所述快门Shutter设置在所 述光谱灯与所述集成滤光共振泡之间，所述快门Shutter的控制端与所述环形振荡器的第 一输出端电连接；
[0013] 所述方波整形电路的第一输出端与所述微控制器的第二输入端电连接，所述方波 整形电路的第二输出端与所述环形振荡器的输入端电连接，所述快门Shutter、所述环形振 荡器和所述方波整形电路构成振荡环路；
[0014] 所述微控制器的第二输出端与所述电压转换电路的输入端电连接，
[0015] 所述电压转换电路的输出端与所述VCXO的控制端电连接，
[0016] 所述第一计数电路的输入端与所述环形振荡器的第二输出端电连接，所述第一计 数电路的输出端与所述微控制器的第三输入端电连接。
[0017] 可选地，所述环形振荡器由奇数级个非门构成且非门至少为3个。
[0018] 可选地，所述原子频标还包括接收机和第二计数电路，
[0019] 所述隔离放大器的第三输出端与所述第二计数电路的第一输入端电连接，所述第 二计数电路的第二输入端与所述接收机的输出端电连接，所述第二计数电路的输出端与所 述微控制器的第四输入端电连接。
[0020] 可选地，所述原子频标还包括显示屏；所述显示屏与所述微控制器的第三输出端 电连接。
[0021] 本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
[0022] 通过微控制器以检测信号的连续4N个上升沿分别作为触发脉冲，对方波整形电 路输出的方波信号进行电平采样，依次得到第一电平值至第4N电平值D1~D4N ;比较D1~ D4N，根据比较结果进行同步鉴相，以输出纠偏电压信号；该同步鉴相过程可以包括，将依次 得到的第一电平值至第4N电平值D1~D4N分为N组；当每组均有3个低电平和1个高电 平时，判定原子频标处于未锁定状态，进行传统的同步鉴相；当每一组中4个电平值两两相 等时，判定原子频标为锁定状态，保持VCXO的当前输出信号频率；当各个组之间的电平值 无规律时，判定物理系统的光谱灯处于张弛振荡过程，保持VCXO的当前输出信号频率；这 样，可以实现光谱灯处于张弛振荡过程时的同步鉴相，维持原子频标的正常工作。当D1~ D4N均相等时，判定原子频标处于脱锁状态，以预置纠偏电压为初始纠偏电压作用于VCXO， 并按照预置幅度，逐次增大作用于VCXO的纠偏电压，以实现对VCXO的扫频；这样，可以在原 子频标处于脱锁状态时实现同步鉴相，维持原子频标的正常工作。
【附图说明】
[0023] 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。
[0024] 图1是本实用新型实施例提供的一种原子频标的结构示意图；
[0025] 图2是本实用新型实施例提供的振荡环路的结构示意图；
[0026] 图3是本实用新型实施例提供的同步鉴相的原理不意图；
[0027] 图4是本实用新型实施例提供的测量VCXO的输出信号频率的示意图。
【具体实施方式】
[0028] 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。
[0029] 实施例
[0030] 本实用新型实施例提供了一种原子频标，参见图1，该原子频标包括：压控晶体 VCXO 1、隔离放大器2、倍混频电路3、物理系统4、微控制器5、电压转换电路6、方波整形电 路7、快门Shutter 8、环形振荡器9和第一计数电路10。该物理系统4包括光谱灯41和集 成滤光共振泡42。
[0031] VCXO 1的输出端与隔离放大器2的输入端电连接；隔离放大器2的第一输出端与 倍混频电路3的第一输入端电连接；隔离放大器2的第二输出端与微控制器5的第一输入 端电连接；倍混频电路3的第二输入端与微控制器5的第一输出端电连接，倍混频电路3的 输出端与物理系统4电连接；物理系统4与方波整形电路7的输入端电连接。快门Shutter 8设置在光谱灯41与集成滤光共振泡42之间，快门Shutter 8的控制端与环形振荡器9的 第一输出端电连接；方波整形电路7的第一输出端与微控制器5的第二输入端电连接，方波 整形电路7的第二输出端与环形振荡器9的输入端电连接。参见图2,快门Shutter 8、环 形振荡器9和方波整形电路7构成振荡环路。微控制器5的第二输出端与电压转换电路6 的输入端电连接；电压转换电路6的输出端与VCXO 1的控制端电连接；第一计数电路10的 输入端与环形振荡器9的第二输出端电连接，第一计数电路10的输出端与微控制器5的第 三输入端电连接。
[0032] 作为可选的实施方式，环形振荡器9由奇数级个非门构成且非门至少为3个。
[0033] 隔离放大器2用于，对VCXO1的输出信号频率进行放大。
[0034] 倍混频电路3用于，在隔离放大器2的输出信号和调制信号作用下，输出微波探测 信号至物理系统4,以使物理系统4实现量子鉴频。倍混频电路3的结构与现有倍混频电路 的结构相同，在此不再赘述。
[0035] 方波整形电路7用于，对物理系统4输出的量子鉴频信号进行方波整形。
[0036] 第一计数电路10用于，测量振荡环路的周期。其中，第一计数电路10的结构与现 有计数电路的结构相同，在此不再赘述。
[0037] 微控制器5用于，根据第一计数电路10测得的振荡环路的振荡周期、及环形振荡 器9的振荡周期，计算原子频标的环路响应时间；根据原子频标的环路响应时间，计算原子 频标的量子鉴频吸收带宽。其中量子鉴频吸收带宽的计算公式为
为量子鉴频 吸收带宽，At为环路响应时间，3 < K < 5。根据量子鉴频吸收带宽，确定调制信号频率和 检测信号频率，其中v>w，v为调制信号频率，检测信号频率为4v。以隔离放大器2的输出 信号为参考信号，输出调制信号至倍混频电路3。以检测信号的连续4N个上升沿分别作为 触发脉冲，对方波整形电路7输出的方波信号进行电平采样，依次得到第一电平值至第4N 电平值D1~D4N，N为整数；比较D1~D4N，根据比较结果进行同步鉴相，以输出纠偏电压 信号。
[0038] 电压转换电路6用于，将纠偏电压信号转换为直流电压，并