[实用新型]原子频标漂移修复系统及具有该系统的原子频标

说明书

技术领域

本实用新型涉及原子钟领域，特别涉及一种原子频标漂移修复系统及具有该系统的原子频标。

背景技术

原子频标作为高稳定、高精度的时间同步源，正被广泛应用于航天、通讯等众多领域。

现有的原子频标主要包括压控晶振、隔离放大器、倍混频模块、物理单元、综合模块以及伺服电路。其中，压控晶振输出原始频率信号；隔离放大器将压控晶振的输出频率信号进行隔离和放大；综合模块产生综合调制信号和同步参考信号；倍混频模块对隔离放大器的输出信号和综合模块产生的综合调制信号同时进行倍频和混频，以产生微波探询信号；物理单元对微波探询信号进行鉴频，产生光检信号；伺服电路对光检信号进行选频放大和方波整形并与参考信号进行同步鉴相，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；通过上述结构模块，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。

在实现本实用新型的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

原子频标长时间连续工作时，其输出频率值随着时间推移会缓慢地变化，甚至会单方向变化，这种频率变化称为频率漂移，频率漂移会导致原子频标的频率准确度降低，而现有结构的原子频标无法消除上述频率漂移。

实用新型内容

为了解决现有技术原子频标长时间连续工作时，产生的频率漂移的问题，本实用新型实施例提供了一种原子频标漂移修复系统及具有该系统的原子频标。所述技术方案如下：

一方面，本实用新型实施例提供了一种原子频标漂移修复系统，所述系统包括：

用于检测原子频标的C场线圈当前电流值的电流检测模块；

用于根据所述原子频标的输出频率测量所述原子频标的频率稳定度的稳定度检测模块，所述频率稳定度是指输出频率与额定频率的差值与额定频率的比值；

数模转换器、恒流源驱动模块；

用于根据频率稳定度与电流变化值的对应关系，获得与所述稳定度检测模块检测到的频率稳定度对应的电流变化值，将所述电流变化值除以n得到第一电流值，依次取第一电流值的1至n倍与所述电流检测模块检测到的所述当前电流值求和，并将每次求和后的电流转换为对应的电压值，通过所述数模转换器将所述对应的电压值输出至所述恒流源驱动模块的调整端的处理模块，其中n≥2；

其中，所述稳定度检测模块分别与所述原子频标的隔离放大器和所述处理模块电连接，所述数模转换器分别与所述处理模块和所述恒流源驱动模块电连接，所述电流检测模块分别与所述处理模块和所述恒流源驱动模块电连接。

优选地，所述稳定度检测模块为频率稳定度测试仪。

其中，所述恒流源驱动模块为电压控制电流源。

进一步地，所述恒流源驱动模块包括：采样电阻R5、运算放大器U2、差分放大器U3、电压调整器U1、二极管D4和滑动变阻器R11；所述采样电阻R5与所述C场线圈串联且连接在所述运算放大器U2的两输入端之间，所述差分放大器U3的反相输入端与所述运算放大器U2的输出端连接，所述差分放大器U3的同相输入端与所述数模转换器相连，所述差分放大器U3的输出端与所述电压调整器U1的调整端ADJ相连，所述电压调整器U1的输入端与电源相连，所述电压调整器U1的输出端与所述C场线圈相连；所述滑动变阻器R11连接在所述运算放大器U2反相输入端和输出端之间；所述二极管D4与所述C场线圈并联，且所述二极管D4的负极与所述电压调整器U1电连接。

其中，所述电流检测模块包括：用于检测所述采样电阻R5两端电压的模数转换器，以及用于根据采样电阻R5的电阻值和所述采样到的电压计算所述C场线圈的当前电流值的计算单元，所述模数转换器分别与所述采样电阻R5和所述计算单元电连接，所述计算单元与所述处理模块电连接。

其中，处理模块包括：

用于根据频率稳定度与电流变化值的对应关系，获得与所述稳定度检测模块检测到的所述频率稳定度对应的电流变化值的查找单元；

用于将所述电流变化值除以n得到第一电流值，依次取第一电流值的1至n倍与所述电流检测模块检测到的所述当前电流值求和，并将每次求和后的电流值转换为对应的电压值的求和单元，其中n≥2；

用于通过所述数模转换器将所述对应的电压值输出至所述恒流源驱动模块的调整端的输出单元；

其中，所述计算单元分别与所述查找单元和所述输出单元电连接。

其中，所述处理模块为微控制器或可编程逻辑控制器。