[发明专利]一种原子频标

说明书

本发明公开了一种原子频标，该原子频标包括：压控晶振；控制器，用于产生键控调频信号和同步鉴相参考信号；DDS，用于在键控调频信号的作用下将压控晶振输出的频率信号转换为综合调制信号；幅值调整模块，用于将DDS输出的综合调制信号的幅值调整到预定值；倍频模块，用于对压控晶振输出的频率信号进行倍频，得到倍频信号；倍混频模块，用于将调整后的综合调制信号与倍频信号倍混频，产生微波探寻信号；物理系统，用于对微波探寻信号进行量子鉴频，产生量子鉴频信号；同步鉴相模块，用于采用同步鉴相参考信号对物理系统产生的量子鉴频信号进行同步鉴相，产生纠偏电压并输出至压控晶振。本发明能够提高原子频标整机输出频率的精度。

技术领域

本发明涉及原子频标技术领域，特别涉及一种原子频标。

背景技术

原子频标既可以作为时间标准来计时授时，又可以作为频率标准来计频授频，广泛应用于航天、通讯等众多领域。

原子频标一般包括压控晶振、物理系统和电子线路。其中，压控晶振输出原始频率信号；电子线路将压控晶振的输出频率信号进行处理产生微波探询信号；物理系统对微波探询信号进行鉴频，产生光检信号；电子线路对光检信号选频放大后进行同步鉴相，产生纠偏电压作用于压控晶振，以调整压控晶振的输出频率，最终将压控晶振的输出频率锁定在原子基态超精细0-0中心频率上。然而，在实际应用中，原子频标整机的输出频率通常会存在偏移。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明实施例提供了一种原子频标。所述技术方案如下：

本发明实施例提供了一种原子频标，所述原子频标包括：压控晶振、控制器、DDS(Direct Digital Synthesizer，直接数字式频率合成器)、幅值调整模块、倍频模块、倍混频模块、物理系统和同步鉴相模块。其中，压控晶振用于输出频率信号；控制器用于产生键控调频信号和同步鉴相参考信号；DDS，用于在所述键控调频信号的作用下将所述压控晶振输出的频率信号转换为综合调制信号，所述综合调制信号包括对应所述键控调频信号的高电平的第一频率信号和对应所述键控调频信号的低电平的第二频率信号；幅值调整模块用于将所述DDS输出的所述综合调制信号的幅值调整到预定值，所述预定值根据所述第一频率信号和所述第二频率信号的幅值确定；倍频模块用于对所述压控晶振输出的频率信号进行倍频，得到倍频信号；倍混频模块用于将所述幅值调整模块输出的调整后的综合调制信号与所述倍频模块输出的所述倍频信号倍混频，产生微波探寻信号；物理系统用于对所述倍混频模块输出的所述微波探寻信号进行量子鉴频，产生量子鉴频信号；同步鉴相模块用于采用所述同步鉴相参考信号对所述物理系统产生的所述量子鉴频信号进行同步鉴相，产生纠偏电压并将所述纠偏电压输出至所述压控晶振。

在本发明实施例的一种实现方式中，所述预定值根据以下公式确定：

(V1+V2)/N，

其中，V1为所述第一频率信号的幅值，V2为所述第二频率信号的幅值，N为设定值且N大于5且小于10。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述幅值调整模块包括运算放大器、第一电阻、第二电阻和数字电位计，所述运算放大器的反相输入端通过所述第一电阻接地，所述运算放大器的同相输入端通过所述第二电阻与所述直接数字式频率合成器的综合调制信号输出端连接，所述数字电位计连接在所述运算放大器的反相输入端和所述运算放大器的输出端之间，所述数字电位计的控制端与所述控制器电连接，所述运算放大器的输出端与所述倍混频模块电连接。

可选地，所述幅值调整模块还包括电压采样器件，用于采集所述第一频率信号和所述第二频率信号的电压值；所述控制器还用于根据所述电压采样器件采集到的所述第一频率信号和所述第二频率信号的电压值，确定放大倍数，并根据放大倍数控制所述数字电位计，以将所述综合调制信号的幅值调整到所述预定值。