[发明专利]一种原子钟性能评估装置

说明书

技术领域

本发明涉及原子钟领域，特别涉及一种原子钟性能评估装置。

背景技术

被动型原子钟主要包括压控晶振、电子线路和量子系统三大部分；其中， 压控晶振输出的信号经电子线路的处理产生微波探询信号，该微波探询信号作 用于量子系统后，产生量子鉴频信号；电子线路将该量子鉴频信号与参考信号 进行同步鉴相，产生纠偏电压作用于压控晶振，从而改变压控晶振的输出，进 而将压控晶振输出锁定于原子基态超精细0-0中心频率上。

而随着原子钟技术的发展，如何检测原子钟输出频率的长期稳定度和短期 稳定度，并直观地表示出来，成了原子钟技术研究的重要问题。

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原子钟性能评估装置。 所述技术方案如下：

本发明实施例提供了一种原子钟性能评估装置，其特征在于，所述装置包 括：长期稳定度评估模块、短期稳定度评估模块和综合评估模块；

所述长期稳定度评估模块包括：

高精度频率源、对所述高精度频率源的输出信号进行方波整形的第一方波 电路、对原子钟的输出信号进行方波整形的第二方波电路、对所述第一方波电 路和所述第二方波电路的输出进行相位比较的相位比较电路、根据所述相位比 较电路的输出计算所述原子钟的长期稳定度的第一处理单元；

所述短期稳定度评估模块包括：

向所述原子钟的物理系统输出调制信号的调制信号源、根据所述物理系统 产生的光检信号得到鉴频曲线的鉴频单元、根据所述鉴频曲线计算所述原子钟 的短期稳定度的第二处理单元；

所述综合评估模块，用于根据所述第一处理单元和所述第二处理单元计算 出的长期稳定度和短期稳定度输出所述原子钟的综合性能。

在本发明实施例的一种实现方式中，所述综合评估模块包括：

存储单元，用于存储长期稳定度和短期稳定度与性能评分的对应关系；

计算单元，用于根据所述对应关系，将所述第一处理单元和所述第二处理 单元计算出的长期稳定度和短期稳定度转换为性能评分，并计算性能评分之和， 以表示所述原子钟的综合性能。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述综合评估模块还包括：

显示单元，用于显示所述性能评分之和。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述显示单元为显示器。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述第一处理单元，包括：

积分电路，用于将所述相位比较电路的输出转换为电压信号；

模数转换电路，用于以T为周期对所述电压信号进行采样，将采样的所述 电压信号转换为数字信号，得到多个采样点；

处理电路，用于按采样时间顺序每隔N个点取一个采样值，根据采样值计 算频差，根据所述频差及阿仑方差计算公式或哈达玛方差计算公式计算所述长 期稳定度。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述第一处理单元为计算机。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述T为10S。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述N为1000。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述第二处理单元，用于：

根据所述鉴频曲线确定吸收因子、调制深度和线宽；

利用信噪比S/N理论计算公式及所述吸收因子、调制深度和线宽，计算系 统的信噪比；

根据所述系统的信噪比计算所述原子钟的短期稳定度。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述第二处理单元为计算机。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明实施例分别通过长期稳定度评估模块中的第一处理单元和短期稳定 度评估模块中的第二处理单元，计算长期稳定度和短期稳定度，然后根据长期 稳定度和短期稳定度对原子钟的综合性能进行评估，从而给出直观评价，便于 技术人员对原子钟的选择。

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是本发明实施例提供的原子钟性能评估装置的结构示意图；