[發明專利]原子頻標故障指示裝置及原子頻標

在審

• 申請號: 201610066781.3
• 申請日: 2016-01-29
• 公開（公告）號: CN105743502A
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發明（設計）人: 張霞
• 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

本發明涉及原子頻標技術領域，特別涉及一種原子頻標故障指示裝置及原子頻標。

背景技術

為獲得大自然中比較穩定的時間頻率，人們通過對銣、銫、氫等原子施加弱磁場，使其原子能級由基態轉變為激發態，利用不受外界磁場干擾的基態超精細結構0-0躍遷中心頻率作為參照時間頻率值。

利用上述原理制成的原子頻標主要包括以下部分：壓控晶振、隔離放大器、射頻倍頻單元、微波倍混頻單元、物理單元、伺服單元和綜合單元；隔離放大器對壓控晶振的輸出信號進行隔離和放大，隔離放大器的輸出信號經過射頻倍頻單元輸出至微波倍混頻單元，綜合單元用于產生一路綜合調制信號，微波倍混頻單元對射頻倍頻單元的輸出信號和綜合調制信號進行倍頻和混頻，以產生微波探詢信號；物理單元對微波探詢信號進行鑒頻，產生量子鑒頻信號；伺服單元對量子鑒頻信號進行選頻放大后與參考信號進行同步鑒相，產生糾偏電壓作用于壓控晶振，以調整壓控晶振的輸出頻率；通過上述結構單元，最終將壓控晶振的輸出頻率鎖定在原子基態超精細0-0躍遷中心頻率上。

在實現本發明的過程中，發明人發現現有技術至少存在以下問題：

現有原子頻標在發生故障時，技術人員很難快速判斷出上述原子頻標中發生故障的具體器件，從而進行快速修復。

發明內容

為了解決現有技術中綜合調制信號幅值不穩，進而拉偏原子頻標整機的輸出頻率的問題，本發明實施例提供了一種原子頻標故障指示裝置及原子頻標。所述技術方案如下：

一方面，本發明實施例提供了一種原子頻標故障指示裝置，所述裝置包括：

四個指示模塊，用于分別指示原子頻標的四個模塊是否發生故障，每個指示模塊分別包括兩個指示燈，所述兩個指示燈包括故障指示燈和正常指示燈，所述四個模塊包括壓控晶振、電子線路、物理單元中的光譜燈和所述物理單元中的集成濾光共振泡單元；

處理模塊，用于采集所述壓控晶振的輸出頻率值以及所述物理單元產生的量子鑒頻信號，并根據所述輸出頻率值及采集的所述量子鑒頻信號判斷所述四個模塊是否發生故障，根據判斷結果控制所述四個指示模塊的指示燈工作。

在本發明實施例的一種實現方式中，所述處理模塊，包括：

計數器，用于采集所述壓控晶振的輸出頻率值；

采樣單元，用于對所述物理單元產生的量子鑒頻信號進行采樣處理，得到采樣信號；

中央處理單元，用于在所述原子頻標故障時或所述原子頻標上電的一定時間內，根據所述輸出頻率值及所述采樣信號判斷所述四個模塊是否發生故障。

在本發明實施例的另一種實現方式中，所述中央處理單元，用于在所述原子頻標故障時或所述原子頻標上電的一定時間內，控制所述壓控晶振與所述電子線路斷開；向所述壓控晶振輸入糾偏信號；根據輸入所述糾偏信號前后所述壓控晶振的輸出頻率值計算所述壓控晶振的壓控斜率；比較計算得到的壓控斜率與預存的所述壓控晶振的標準壓控斜率的大小；當所述計算得到的壓控斜率與所述標準壓控斜率的差值超過第一閾值時，判斷所述壓控晶振故障，當所述計算得到的壓控斜率與所述標準壓控斜率的差值未超過第一閾值時，判斷所述壓控晶振正常。

在本發明實施例的另一種實現方式中，所述中央處理單元，用于在所述原子頻標故障時，根據所述采樣信號確定所述原子頻標當前的工作狀態，所述工作狀態包括鎖定狀態、未鎖定狀態和脫鎖狀態；當所述原子頻標當前處于鎖定狀態時，比較所述采樣信號的幅值與預先存儲的標準鎖定信號的幅值大小，當所述采樣信號的幅值與所述標準鎖定信號的幅值的差值超過第二閾值時，判斷所述光譜燈故障，當所述采樣信號的幅值與所述標準鎖定信號的幅值的差值未超過第二閾值時，判斷所述光譜燈正常。

在本發明實施例的另一種實現方式中，所述中央處理單元，用于當所述原子頻標當前處于脫鎖狀態時，判斷所述集成濾光共振泡單元故障，當所述原子頻標當前未處于脫鎖狀態時，判斷所述集成濾光共振泡單元正常。

在本發明實施例的另一種實現方式中，所述中央處理器，用于當所述原子頻標當前處于未鎖定狀態時，判斷所述電子線路故障，當所述原子頻標當前未處于未鎖定狀態時，判斷所述電子線路正常。

在本發明實施例的另一種實現方式中，所述處理模塊還包括：

時序控制單元，用于產生一路采樣時序信號，所述采樣時序信號為頻率是所述電子線路產生的調制信號的4倍的方波信號，所述采樣時序信號相位可調、占空比為1：1；

所述采樣單元，用于根據所述采樣時序信號對所述物理單元產生的量子鑒頻信號進行采樣處理，得到采樣信號。