[发明专利]一种带温度补偿的原子频标伺服方法和电路

说明书

技术领域

本发明涉及原子频标领域，特别涉及一种带温度补偿的原子频标伺服方法和电路。

背景技术

数字化集成芯片的广泛应用，为搭建集成度高、精度高的电路模块提供了先决条件。在原子频标伺服电路中，国内外均采用了DDS（Direct Digital Synthesizer，直接数字式频率合成器）和高集成度的处理器完成整个系统的闭环工作。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

在具体的一台原子频标中，由于压控晶体振荡器的输出会受到温度变化的影响，而现有的由DDS及高集成度的处理器组成的伺服电路，无法解决温度变化带来的压控晶体振荡器的输出变化的问题，造成原子频标输出精度低。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种带温度补偿的原子频标伺服方法和电路。所述技术方案如下：

一方面，本发明实施例提供了一种带温度补偿的原子频标伺服方法，所述方法包括：

对原子频标的物理单元输出的光检信号进行放大，并对放大后的信号进行同步鉴相，得到纠偏信号；

获取原子频标工作时压控晶振的工作环境温度；

将获取到的所述工作环境温度与参考工作温度的差值转换为补偿电压；

采用所述补偿电压对所述纠偏信号进行补偿，得到压控电压，并将所述压控电压作用于所述压控晶振。

其中，所述采用所述补偿电压对所述纠偏信号进行补偿，得到压控电压，包括：

对所述补偿电压与所述纠偏信号的电压进行求和，得到所述压控电压。

其中，所述对原子频标的物理单元输出的光检信号进行放大，包括：

获取原子频标的物理单元输出的光检信号；

采用差分仪用放大电路对获取到的光检信号进行放大。

另一方面，本发明实施例还提供了一种带温度补偿的原子频标伺服电路，所述电路包括：

放大模块，用于对原子频标的物理单元输出的光检信号进行放大；

同步鉴相模块，用于对所述放大模块放大后的信号进行同步鉴相，得到纠偏信号；

温度采集模块，用于获取原子频标工作时压控晶振的工作环境温度；

温度补偿模块，用于将获取到的所述工作环境温度与参考工作温度的差值转换为补偿电压；

压控变换模块，用于采用所述补偿电压对所述纠偏信号进行补偿，得到压控电压，并将所述压控电压作用于所述压控晶振。

其中，所述同步鉴相模块包括：

模数转换器，用于对所述放大模块放大后的信号进行采集；

处理器，用于对所述模数转换器的采样值与参考信号进行同步鉴相，得到所述纠偏信号。

其中，所述温度补偿模块包括：

温度转换电路，用于将所述温度采集模块获取到的工作环境温度与所述参考工作温度的差值转换为电压差；

第一运算放大器A，用于对所述电压差进行差分放大，得到所述补偿电压；

负反馈电阻Rw，用于调节所述第一运算放大器A的增益值；

相应地，所述处理器，还用于通过控制所述负反馈电阻Rw的阻值调节所述第一运算放大器A的所述增益值。

进一步地，所述温度转换电路包括电桥，所述电桥包括热敏电阻Ra、电阻R1及两个电阻R，所述电阻R1的电阻值与所述参考工作温度对应，且所述电阻R1的温度系数与所述热敏电阻Ra相同。

其中，所述压控变换模块包括：

求和电路，用于对所述补偿电压和所述纠偏信号的电压进行求和，得到所述压控电压；

数模转换器，用于输出所述压控电压作用于所述压控晶振。

其中，所述放大模块包括：

程控放大单元，用于对所述光检信号进行增益放大；

相应地，所述处理器，还用于对所述程控放大单元的增益值进行控制。

进一步地，所述程控放大单元包括差分仪用放大电路；所述差分仪用放大电路包括第二运算放大器A1、第三运算放大器A2、第四运算放大器A3和用于调节所述第四运算放大器A3增益值的数字电位计Rk，所述数字电位计Rk连接在所述第四运算放大器A3的反相输入端以及输出端之间，所述第四运算放大器A3的同相输入端与所述第二运算放大器A1的输出端电连接，所述第四运算放大器A3的反相输入端与所述第三运算放大器A2的输出端电连接，所述第二运算放大器和所述第三运算放大器的同相输入端与所述物理单元中的光电池电连接，所述第二运算放大器和所述第三运算放大器的反相输入端通过电阻Rf连接。