[實用新型]一種原子頻標

有效

• 申請號: 201520184943.4
• 申請日: 2015-03-30
• 公開（公告）號: CN204615808U
• 公開（公告）日: 2015-09-02
• 發明（設計）人: 詹志明
• 申請（專利權）人: 江漢大學
• 主分類號: H03L7/26
• 分類號: H03L7/26
• 代理公司: 北京三高永信知識產權代理有限責任公司 11138
• 代理人: 徐立

技術領域

本實用新型涉及原子頻標領域，特別涉及一種原子頻標。

背景技術

被動型銣原子頻標系統包括物理系統和電子線路兩大部分。電子線路包括，壓控晶體振蕩器(英文：Voltage?Controlled?X'tal?Oscillator，簡稱：VCXO)、綜合調制電路、倍、混頻電路、及伺服鎖相放大電路。VCXO的輸出信號一方面作為原子鐘的輸出信號輸出，另一方面分別輸入至綜合調制電路和倍、混頻電路；倍、混頻電路在VCXO的輸出信號和綜合調制電路輸出的調制信號作用下，輸出微波探測信號到物理系統中，使物理系統實現量子鑒頻；伺服鎖相放大電路對物理系統輸出的量子鑒頻信號進行同步鑒相，產生作用于VCXO的糾偏電壓，最終將原子鐘的輸出信號頻率鎖定在銣原子的基態超精細0－0躍遷頻率上。

其中，當微波探測信號的中心頻率高于原子躍遷頻率時，量子鑒頻信號和調制信號同頻反相；當微波探測信號的中心頻率低于原子躍遷頻率時，量子鑒頻信號和調制信號同頻同相；當微波探測信號的中心頻率等于原子躍遷頻率時，量子鑒頻信號頻率是調制頻率的2倍。伺服鎖相放大電路正是利用這一特性，采用同步鑒相方案實現整機的閉環鎖定。現有的同步鑒相方案包括，當量子鑒頻信號和調制信號同頻反相時，輸出第一糾偏電壓至VCXO，降低VCXO的輸出信號頻率；當量子鑒頻信號和調制信號同頻同相時，輸出第二糾偏電壓至VCXO，提高VCXO的輸出信號頻率；當量子鑒頻信號頻率是調制頻率的2倍時，判定原子頻標處于鎖定狀態，保持VCXO當前的輸出信號頻率。

在實現本實用新型的過程中，發明人發現現有技術至少存在以下問題：

量子鑒頻信號和調制信號同頻同相或同頻反相，是基于微波探測信號進入有效的量子鑒頻吸收帶寬之內。當微波探測信號未進入有效的量子鑒頻吸收帶寬之內時，即微波探測信號的中心頻率大范圍地偏離原子躍遷頻率，量子鑒頻信號經處理后將是一個持續的電平，原子頻標處于脫鎖狀態。這時，現有的同步鑒相方案不能對量子鑒頻信號進行識別，導致原子頻標無法正常工作。

實用新型內容

本實用新型實施例提供了一種原子頻標，可以解決在原子頻標處于脫鎖狀態時原子頻標無法正常工作的技術問題。所述技術方案如下：

本實用新型提供了一種原子頻標，所述原子頻標包括：

壓控晶體VCXO、隔離放大器、倍混頻電路、物理系統、微控制器、電壓轉換電路、方波整形電路、快門Shutter、環形振蕩器和第一計數電路；所述物理系統包括光譜燈和集成濾光共振泡；

所述VCXO的輸出端與所述隔離放大器的輸入端電連接，

所述隔離放大器的第一輸出端與所述倍混頻電路的第一輸入端電連接，所述隔離放大器的第二輸出端與所述微控制器的第一輸入端電連接；

所述倍混頻電路的第二輸入端與所述微控制器的第一輸出端電連接，所述倍混頻電路的輸出端與所述物理系統電連接；

所述物理系統與所述方波整形電路的輸入端電連接，所述快門Shutter設置在所述光譜燈與所述集成濾光共振泡之間，所述快門Shutter的控制端與所述環形振蕩器的第一輸出端電連接；

所述方波整形電路的第一輸出端與所述微控制器的第二輸入端電連接，所述方波整形電路的第二輸出端與所述環形振蕩器的輸入端電連接，所述快門Shutter、所述環形振蕩器和所述方波整形電路構成振蕩環路；

所述微控制器的第二輸出端與所述電壓轉換電路的輸入端電連接，

所述電壓轉換電路的輸出端與所述VCXO的控制端電連接，

所述第一計數電路的輸入端與所述環形振蕩器的第二輸出端電連接，所述第一計數電路的輸出端與所述微控制器的第三輸入端電連接。

可選地，所述環形振蕩器由奇數級個非門構成且非門至少為3個。

可選地，所述原子頻標還包括接收機和第二計數電路，

所述隔離放大器的第三輸出端與所述第二計數電路的第一輸入端電連接，所述第二計數電路的第二輸入端與所述接收機的輸出端電連接，所述第二計數電路的輸出端與所述微控制器的第四輸入端電連接。

可選地，所述原子頻標還包括顯示屏；所述顯示屏與所述微控制器的第三輸出端電連接。

本實用新型實施例提供的技術方案帶來的有益效果是：