[實用新型]被動型原子頻標工作環境適應性改善裝置

有效

• 申請號: 201420171891.2
• 申請日: 2014-04-09
• 公開（公告）號: CN204216881U
• 公開（公告）日: 2015-03-18
• 發明（設計）人: 雷海東
• 申請（專利權）人: 江漢大學
• 主分類號: H03L7/26
• 分類號: H03L7/26;G01K7/22
• 代理公司: 北京華沛德權律師事務所 11302
• 代理人: 劉杰

技術領域

本實用新型涉及原子頻標領域，主要適用于原子頻標工作環境溫度的測量及反饋控制領域。

背景技術

原子頻率標準以其超高的穩定度指標，已經應用在諸如衛星導航、時基授時、時間同步、國防軍事等許多時頻分析技術領域。上述應用領域的具體要求，尤其是野外作業對環境的苛刻要求，原子頻標多變的外界環境，尤其是工作過程中的溫度環境，使得原子頻標溫度系數的存在一直都是本領域科研工作者研究的課題。外界環境溫度的變化將會引起原子頻標內部燈溫、腔溫等核心部件工作溫度的變化，進一步造成原子超精細結構0-0躍遷頻率的不穩定，最終影響系統頻率輸出的穩定性。為克服系統溫度系數對頻率穩定度指標的影響，現有技術中大多采用將原子頻標置入恒溫的環境中，其溫度控制范圍可以小于0.10C，這樣可以改善外界環境溫度的變化對系統指標的影響，可是在野外工作不可能提供這樣的恒溫環境。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種被動型原子頻標工作環境適應性改善裝置，它具有通過信息采集模塊、測溫模塊、微處理器、溫度系數補償模塊,與原子頻標構建成一個溫度檢測反饋網絡，從而來減小原子頻標溫度系數，以降低原子頻標在野外環境工作時由環境溫度產生誤差的特點。

為解決上述技術問題，本實用新型提供了一種被動型原子頻標工作環境適應性改善裝置，包括：微處理器，所述微處理器與原子頻標連接，還包括：測溫模塊、信息采集模塊、溫度系數補償模塊；

所述原子頻標還通過所述電橋測溫模塊經所述信息采集模塊與所述微處理器連接，所述溫度系數補償模塊分別連接所述原子頻標、所述微處理器。

對上述基礎結構進行優選的技術方案為，所述測溫模塊為電橋測溫模塊。

對上述方案作出進一步優選的技術方案為，所述電橋測溫模塊包括：惠斯通電橋；

所述惠斯通電橋的四個橋臂分別為數控電位器、熱敏電阻、第一橋臂參考電阻、第二橋臂參考電阻，所述數控電位計與所述第一橋臂參考電阻串聯，所述熱敏電阻與所述第二橋臂參考電阻串聯；熱敏電阻設置于所述原子頻標外殼的內壁上；

所述信息采集模塊采集數控電位計與第一橋臂參考電阻之間的電位信號、熱敏電阻與第二橋臂參考電阻之間的電位信號。

再進一步優選的技術方案為，述惠斯通電橋的四個橋臂之間的阻值差不超過10%；所述第一橋臂參考電阻R1與所述第二橋臂參考電阻R2，這兩者的型號、生產廠商、批次、溫度系數均一致。

更加優選的技術方案為，所述惠斯通電橋為多個，各個惠斯通電橋中的熱敏電阻分布于所述原子頻標外殼的各個面的內壁上。

對上述方案作出進一步改進的技術方案為，還包括：隔離放大器；所述原子頻標經所述隔離放大器與所述溫度補償模塊連接。

更加優選的技術方案為，所述溫度系數補償模塊為直接數字式頻率合成器DDS。

本實用新型的有益效果在于：

1.本實用新型由測溫模塊對原子頻標的工作環境溫度進行檢測，微處理器通過信息采集模塊對測溫模塊的檢測數據進行采集，并據此判斷原子頻標的工作環境溫度是否發生了變化，發生變化時，根據變化值控制溫度系數補償模塊將補償后的頻率信號輸送至用戶端。能夠適用于野外工作環境，解決了現有技術中在野外工作無法為原子頻標提供恒溫環境，使得原子頻標的系統指標受影響的問題。

2.本實用新型中的測溫模塊通過貼于原子頻標外殼內壁上的熱敏電阻測量原子頻標工作時的外界溫度。可以通過增加熱敏電阻的數量來提高測量精度。

本實用新型提供了一種利用溫度檢測反饋網絡來減小原子頻標溫度系數的方法，為本領域研究工作提供了一種新的參考。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例的結構示意圖。

圖2為本實用新型實施例中電橋測溫模塊的電路結構示意圖。

圖3為本實用新型實施例中電橋測溫模塊中熱敏電阻設置方位示意圖。

圖4為本實用新型實施例中溫度系數補償模塊工作狀態示意圖。

其中，1-熱敏電阻，2-原子頻標，Ro-數控電位器，Rk-熱敏電阻，R1-第一橋臂參考電阻，R2第二橋臂參考電阻，t-原子頻標工作溫度設定值，t’-原子頻標工作溫度實際測量值，fo-原子頻標輸出信號，f1-補償后的頻率信號。

具體實施方式