[發明專利]被動型銣原子頻標鎖定指示與故障診斷方法

無效

• 申請號: 200710052188.4
• 申請日: 2007-05-17
• 公開（公告）號: CN101055247A
• 公開（公告）日: 2007-10-17
• 發明（設計）人: 雷海東;王艷;李超;余鈁;魯道邦;陳智勇;裘曉俊;金鑫;左毅力;陳云起;管妮娜;朱熙文;盛榮武
• 申請（專利權）人: 江漢大學
• 主分類號: G01N21/31
• 分類號: G01N21/31;G01R31/00
• 代理公司: 武漢開元專利代理有限責任公司
• 代理人: 俞鴻

1、一種被動型銣原子頻標鎖定指示與故障診斷方法，它包括被動型銣原子頻標系統，動被型銣原子頻標系統由物理系統及電子線路兩大部分組成；其中物理系統包括光譜燈、集成濾光共振泡、微波腔、C場、磁屏；電子線路包括原子頻標壓控晶體振蕩器VCXD，隔離放大電路，綜合調制電路，倍頻電路，微波倍混頻器；微波倍混頻器輸出的微波探尋信號到物理系統中，物理系統實現量子系統鑒頻的輸出信號經光檢放大和方波整形通過伺服電路將本振的輸出頻率鎖定在銣原子的基態超精細0-0躍遷頻率上，其特征在于在原有的同步鑒相所需的調制信號、同步鑒相參考信號的同時，增添一路頻率是調制信號4倍、相位可調、占空比為1∶1的方波采樣時序信號；所述采樣時序信號對經量子鑒頻、光檢放大、方波整形后產生的交流信號進行鎖定信息采集，用以判斷此時刻原子頻標鎖定情況；其方法是：4倍頻調制信號的采樣時序的連續4個上升沿作為觸發脈沖，分別對量子鑒頻后的信號進行電平采樣，并分別記錄為D1、D2、D3、D4，依據所記錄的四種采樣電平高低不同判斷原子頻標是否處于鎖定狀態，當電平關系式為：D1＝D3并且D2＝D4時，表明原子頻標是鎖定狀態。

2、如權利要求1所述被動型銣原子頻標鎖定指示與故障診斷方法，其特征在于在光譜燈處設置光譜燈工作溫度監測裝置以監測光譜燈工作溫度狀況；在集成濾光共振泡處設置集成濾光共振泡的腔體工作溫度監測裝置以監測集成濾光共振泡的腔體工作溫度狀況；在C場的恒流源處設置C場的電流監測裝置以監測C場的電流狀況。

3、如權利要求1所述被動型銣原子頻標鎖定指示與故障診斷方法，其特征在于用微控制器定時中斷產生同步鑒相參考信號、4倍頻采樣時序信號，利用延時的方式實現4倍頻采樣時序信號相位任意移動；微控制器的采樣輸入端接來自于量子系統鑒頻處理后的量子鑒頻信號，同時微控制器的外部時鐘輸入端接原子頻標壓控晶體振蕩器VCXO經隔離放大器后送入的信號。

4、如權利要求2所述被動型銣原子頻標鎖定指示與故障診斷方法，其特征在于所述光譜燈工作溫度的監測是緊貼于光譜燈部分設第一熱敏電阻，第一熱敏電阻接入一個由第一電壓基準及溫度系數較小的第一固定電阻(R1)構成的串聯環路中，通過A/D模塊對第一熱敏電阻兩端的電壓進行采集，并將采樣結果傳遞給單片機，通過單片機對A/D模塊采樣結果進行分析即可間接地判斷光譜燈工作溫度情況。

5、如權利要求2所述被動型銣原子頻標鎖定指示與故障診斷方法，其特征在于所述集成濾光共振泡的腔體工作溫度的監測是緊貼于集成濾光共振泡部分的第二熱敏電阻，第二熱敏電阻接入一個由第二電壓基準及溫度系數較小的第二固定電阻(R2)構成的串聯環路中，通過A/D模塊對第二熱敏電阻兩端的電壓進行采集，并將采樣結果傳遞給單片機，通過單片機對A/D模塊采樣結果進行分析即可間接地判斷腔泡系統工作溫度情況。

6、如權利要求2所述被動型銣原子頻標鎖定指示與故障診斷方法，其特征在于所述C場的電流的監測是將一個溫度系數小的第三固定電阻(R3)與恒流源串聯，同時與C場線圈構成一個閉合串聯環路。通過A/D模塊對第三固定電阻(R3)兩端的電壓進行采集，并將采樣結果傳遞給單片機，通過單片機對A/D模塊采樣結果進行分析即可間接地判斷整機C場環路工作情況。

7、如權利要求1所述被動型銣原子頻標鎖定指示與故障診斷方法，其特征在于原子頻標鎖定指示判斷中具有光譜燈出現張弛振蕩的非鎖定狀態的判斷，它是在綜合調制電路中，采用的調制信號是一個低頻信號，在以連續4個上升沿觸發的4倍頻調制信號頻率的采樣時序中，設置多于一組采樣的判斷方式，對多組采樣得到的電平分別作原子頻標鎖定狀態判斷，并對多組判斷做與運算，得到最終的鎖定狀態判斷結果；其中連續4個上升沿觸發為一組。