[發明專利]一種CPT原子鐘頻率馴服控制電路

有效

• 申請號: 201711247156.X
• 申請日: 2017-12-01
• 公開（公告）號: CN108199712B
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 張旭;楊仁福;張振偉;薛瀟博;陳星;王暖讓;趙環
• 申請（專利權）人: 北京無線電計量測試研究所
• 主分類號: H03L7/26
• 分類號: H03L7/26
• 代理公司: 北京國昊天誠知識產權代理有限公司 11315
• 代理人: 許志勇

1.一種CPT原子鐘頻率馴服控制電路，其特征在于，包括：本振頻率輸入端口、馴服參考信號輸入端口、頻率處理電路和調整電路，其中：

所述本振頻率輸入端口，接收所述CPT原子鐘的本振頻率；

所述馴服參考信號輸入端口，接收外部輸入的馴服參考信號，所述馴服參考信號為秒脈沖信號；

所述頻率處理電路，基于所述本振頻率分頻得到設定頻率信號，根據所述設定頻率信號和所述馴服參考信號，確定設定時間間隔內的所述CPT原子鐘的本振頻率的頻率偏移量；

所述調整電路，根據所述頻率偏移量，對所述CPT原子鐘的本振頻率進行馴服調整；

所述頻率處理電路包含分頻電路、倍頻電路和統計電路，其中：

所述分頻電路，基于所述本振頻率分頻得到設定頻率信號；

所述倍頻電路，對所述CPT原子鐘的本振頻率對應的本振時鐘進行M倍的倍頻處理，得到倍頻時鐘；對所述倍頻時鐘進行量化時延處理，產生K組的等相位差的子倍頻時鐘，各等相位差的子倍頻時鐘之間的時延為T_osc/(M*K)，相位差為360°/K；其中，所述倍頻時鐘的周期T為T_osc/M，所述本振頻率的周期為T_osc＝1/f_osc，所述CPT原子鐘的本振頻率為f_osc，M和K為自然數；

所述統計電路，以所述馴服參考信號的上升延為時間起點，以所述設定頻率信號的上升延為時間終點，對設定數量的等相位差的子倍頻時鐘進行統計，得到所述CPT原子鐘的本振頻率的頻率偏移量。

2.根據權利要求1所述的馴服控制電路，其特征在于，所述馴服控制電路還包括：馴服參考信號檢測電路，其中：

所述馴服參考信號檢測電路，利用系統時鐘對外部輸入的馴服參考信號進行填充計數，并根據計數結果判斷所述馴服參考信號是否為秒脈沖信號。

3.根據權利要求2所述的馴服控制電路，其特征在于，所述馴服參考信號為衛星信號的定時信息、不小于所述本振頻率的頻率對應的定時信息中的一種。

4.根據權利要求1所述的馴服控制電路，其特征在于，所述馴服控制電路還包括：濾波器，其中：

所述濾波器對所述頻率偏移量進行濾波處理。

5.根據權利要求1所述的馴服控制電路，其特征在于，所述馴服控制電路還包括：判斷器，其中：

所述判斷器，判斷所述頻率偏移量是否大于第一設定閾值，以及判斷所述頻率偏移量是否大于第二設定閾值。

6.根據權利要求1或5所述的馴服控制電路，其特征在于，所述調整電路包括：鎖相環子調整電路，其中：

所述鎖相環子調整電路，在確定的所述頻率偏移量大于第一設定閾值的情況下，根據所述頻率偏移量，調整鎖相環芯片的配置參數，以使得所述CPT原子鐘的本振頻率得以調整。

7.根據權利要求1或5所述的馴服控制電路，其特征在于，所述調整電路包括：C場電流子調整電路，其中：

所述C場電流子調整電路，在確定所述頻率偏移量不大于第一設定閾值且大于第二設定閾值的情況下，根據所述頻率偏移量，調整C場電壓值，以使得所述CPT原子鐘的本振頻率得以調整。

8.根據權利要求2所述的馴服控制電路，其特征在于，所述調整電路包括：反饋子電路，其中：

所述反饋子電路，在確定所述頻率偏移量不大于第二設定閾值的情況下，觸發所述馴服參考信號檢測電路對所述馴服參考信號的有效性進行檢測。