[实用新型]一种原子频标系统相干性控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及原子频标系统相干性控制技术领域，特别涉及一种原子频标系统相干性控制装置。

背景技术

在一台实际的被动型铷原子频标中，由于包括C场不均匀在内的各种因素的影响，原子谱线不可能是绝对对称的，尽管压控晶振的频率输出经射频倍频、综合、微波倍频、混频后获得的实际频率可以精确等于理论上谱线的峰值频率，但由于实际原子谱线不对称，经过伺服环路对量子系统输出鉴频信号的处理后，就会使电路中的微波信号频率偏离原子基态超精细结构0-0跃迁的标准频率，显然这会使原子频标后期指标的稳定度和精度受到影响。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对原子谱线不对称导致的原子频标指标精度和稳定度过低的问题，提出一种提升原子频标指标精度和稳定度的装置。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种原子频标系统相干性控制装置，包括：原子频标物理系统、间隔脉冲生成模块、时钟信号、相干微波信号生成模块、伺服电路、晶体振荡器、倍频模块以及隔离放大器；所述原子频标物理系统的输出信号依次通过所述伺服电路、所述晶体振荡器、所述隔离放大器接入倍频模块；所述倍频模块与所述相干微波信号生成模块；所述间隔脉冲生成模块分别与所述倍频模块以及所述相干微波信号生成模块相连；所述时钟信号接入所述间隔脉冲生成模块；所述伺服电路与所述间隔脉冲生成模块相连。

进一步地，所述原子频标物理系统包括：恒流源以及控温模块。

进一步地，所述间隔脉冲生成模块包括：微处理器以及直接数字式频率合成器DDS；所述微处理器分别与所述伺服电路、所述直接数字式频率合成器DDS以及所述倍频模块相连。

进一步地，所述时钟信号包括：第一时钟信号和第二时钟信号；所述第一时钟信号接入所述直接数字式频率合成器；所述第二时钟信号接入所述微处理器。

进一步地，所述微处理器项所述相干微波信号生成模块输出间歇性脉冲信号；向所述伺服电路输出同步鉴相信号；向所述倍频模块输出倍频工作时序信号；向直接数字式频率合成器DDS输出命令控制字。

进一步地，所述倍频模块包括倍频器。

进一步地，所述微处理器向所述直接数字式频率合成器DDS输出FSK调频信号。

进一步地，所述相干微波信号生成模块向所述原子频标物理系统输出微波脉冲信号。

进一步地，所述微处理器通过键控调频FSK给所述DDS的FSELECT引脚施加占空比为1：1的方波信号。

进一步地，所述第一时钟信号与所述第二时钟信号均为来自于压控晶振经隔离放大器后输出的时钟信号。

本实用新型提供的原子频标系统相干性控制装置在革新传统的原子频标系统的外围电路结构，增加间隔脉冲生成模块以及相干微波信号生成模块向原子频标系统输出相干脉冲式微波，压缩院子的自然线宽，使微波信号频率对准实际的原子基态超精细结构0-0跃迁的标准频率，提高铷原子频标的指标稳定度和精度。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的原子频标系统相干性控制装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的间隔脉冲生成模块的结构示意图。

具体实施方式

参见图1，本实用新型实施例提供的一种原子频标系统相干性控制装置，包括：原子频标物理系统、间隔脉冲生成模块、时钟信号、相干微波信号生成模块、伺服电路、晶体振荡器、倍频模块以及隔离放大器；原子频标物理系统的输出信号依次通过伺服电路、晶体振荡器、隔离放大器接入倍频模块；倍频模块与相干微波信号生成模块；间隔脉冲生成模块分别与倍频模块以及相干微波信号生成模块相连；时钟信号接入间隔脉冲生成模块；伺服电路与间隔脉冲生成模块相连。

相对于传统的原子频标系统外围电路结构，本实用新型增加的间隔脉冲生成模块以及相干微波信号生成模块向原子频标系统输出相干脉冲式微波，压缩院子的自然线宽，使微波信号频率对准实际的原子基态超精细结构0-0跃迁的标准频率，提高铷原子频标的指标稳定度和精度。

虽然压控晶振的频率输出经射频倍频、综合、微波倍频、混频后获得的带综合调制的实际频率可以精确等于理论上谱线的峰值频率fo，但由于实际原子谱线不对称，经过伺服环路对量子系统输出得到的量子鉴频信号的处理后，就会使电路中的微波信号频率偏离原子基态超精细结构0-0跃迁的标准频率。