[发明专利]一种铷原子频标及其频率绝对值修正电路

说明书

技术领域

本发明涉及原子频标领域，特别涉及一种铷原子频标及其频率绝对值修正电路。

背景技术

原子频标是一种具有优良稳定度和准确度的频率源，已广泛应用于卫星的定位、导航和通信、仪器仪表以及天文等领域。而铷原子频标因其具有体积小、重量轻、功耗低、成本低等优势而成为目前应用最为广泛的原子频标。

铷原子频标主要包括压控晶体振荡器、物理单元和电子线路。该物理单元包括：光谱灯、集成滤光共振泡、产生微波场的微波腔、C场线圈、检测光信号的光电池、耦合环以及磁屏。电子线路对压控晶体振荡器的输出信号经过倍频混频等处理后产生微波探询信号，并对微波探询信号经过物理系统后在所述光电池上产生的量子鉴频信号进行处理，产生压控信号，从而将压控石英晶体振荡器的输出锁定在铷原子的基态超精细0-0跃迁频率上。

其中，C场线圈的作用是产生一个和微波磁场方向平行的弱静磁场，使原子的基态超精细结构发生塞曼分裂，并为原子跃迁提供量子化轴。然而，由于C场线圈实际产生的磁场并不均匀，所以铷原子的跃迁谱线并不是绝对对称的，铷原子的跃迁频率会偏离标准频率6.8346975GHz，即前述铷原子的基态超精细0-0跃迁频率。这样，电子线路产生的微波探询信号的频率不能对准铷原子跃迁谱线的标准频率，光电池产生的量子鉴频信号通过同步鉴相处理后得到的电压控制信号不准确，进而导致电压控制信号锁定的压控晶体振荡器的输出频率不准确。

现有的提高铷原子频标的输出频率的准确度的方法是，采用外置频率调整电路对铷原子频标的输出频率进行修正，但是，该外置频率调整电路的增加会导致输出频率信号的稳定度变差。

发明内容

为了提高铷原子频标的输出频率的准确度且不影响输出频率的稳定度，本发明实施例提供了一种铷原子频标及其频率绝对值修正电路。所述技术方案如下：

一种铷原子频标，包括压控晶体振荡器、物理单元和电子线路，所述物理单元包括微波腔、设置在微波腔外的C场线圈以及与所述C场线圈电连接的恒流源装置。所述物理单元还包括频率绝对值修正电路，所述频率绝对值修正电路包括串联在所述恒流源装置和所述C场线圈之间的可变电阻器

一种用于铷原子频标的频率绝对值修正电路，所述频率绝对值修正电路包括串联在所述铷原子频标的恒流源装置和C场线圈之间的可变电阻器。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本发明实施例通过所述频率绝对值修正电路调节C场线圈中的电流大小，改变了物理单元中原子提供分裂的磁场的强度，从而可以调整原子跃迁频率，进而对整个原子频标的输出频率进行微调，保证了原子频标的准确度和稳定度。此外，所述频率绝对值修正电路结构简单，操作方便。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例1提供的一种用于铷原子频标的绝对值修正电路的示意图；

图2是本发明实施例2提供的一种铷原子频标的结构框图；

图3是本发明实施例2的铷原子频标的物理单元的结构示意图；

图4是本发明实施例2的铷原子频标的综合器的结构框图；

图5是本发明实施例2的铷原子频标的综合器产生的键控调频信号和同步鉴相信号的波形示意图；

图6是本发明实施例2的铷原子频标的伺服锁相放大模块的结构框图；

图7是本发明实施例2的铷原子频标的四分频模块和晶体管-晶体管逻辑电平模块的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例1

本发明实施例提供了用于铷原子频标的频率绝对值修正电路10，所述频率绝对值修正电路10包括串联在所述铷原子频标的恒流源装置11和C场线圈12之间的可变电阻器Rk。

进一步地，本实施例中，所述频率绝对值修正电路还包括固定电阻R，所述固定电阻与所述可变电阻器Rk并联。该固定电阻R可以防止由于调节不慎造成C场线圈中无电流的情况。

具体地，所述可变电阻器Rk可以为滑动变阻器、数字电位计等。