專利名稱：一種原子鐘信噪比測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及原子頻標(biāo)領(lǐng)域，特別涉及一種原子鐘信噪比測(cè)量裝置。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘源的需求越來(lái)越多。由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積功耗小和成本低等優(yōu)點(diǎn)，原子鐘在時(shí)鐘源領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。其中，原子鐘的信噪比是原子鐘重要的性能指標(biāo)，決定了原子鐘輸出頻率的穩(wěn)定 性。為了改善原子鐘輸出頻率的穩(wěn)定性，需對(duì)原子鐘的信噪比進(jìn)行評(píng)估?，F(xiàn)有信噪比評(píng)估方法為，在原子鐘系統(tǒng)外接掃頻儀、記錄儀和數(shù)據(jù)處理裝置。具體地，運(yùn)行原子鐘整機(jī)，并改變掃頻儀的輸出頻率；然后通過(guò)記錄儀同步記錄伺服環(huán)路輸出的量子糾偏電壓；最后將掃頻儀的輸出頻率和量子糾偏電壓存儲(chǔ)至數(shù)據(jù)處理裝置中，數(shù)據(jù)處理裝置根據(jù)輸出頻率與量子糾偏電壓的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，得到原子鐘的鑒頻曲線；并根據(jù)鑒頻曲線相應(yīng)點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算出原子鐘的信噪比。在實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的過(guò)程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問(wèn)題通過(guò)外接掃頻儀、記錄儀和數(shù)據(jù)處理裝置來(lái)測(cè)量原子鐘的信噪比，一方面，測(cè)量信噪比時(shí)需要安裝上述儀器，使得測(cè)量流程過(guò)于復(fù)雜；同時(shí)，現(xiàn)有的原子鐘的各個(gè)功能模塊往往是集成在一起的，額外安裝其他設(shè)備比較困難，需要重新設(shè)計(jì)電路；另一方面，現(xiàn)有技術(shù)僅根據(jù)量子糾偏電壓來(lái)計(jì)信噪比，其中信噪比公式中所需參數(shù)之一吸收因子為一個(gè)預(yù)估值，導(dǎo)致計(jì)算出的原子鐘的信噪比不夠準(zhǔn)確。

實(shí)用新型內(nèi)容為了簡(jiǎn)化信噪比評(píng)估的流程，并提高原子鐘的信噪比評(píng)估的準(zhǔn)確度，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種原子鐘信噪比測(cè)量裝置。所述技術(shù)方案如下—種原子鐘信噪比測(cè)量裝置，所述原子鐘包括壓控晶體振蕩器、綜合器、伺服環(huán)路、微波倍混頻電路和物理系統(tǒng)，所述裝置包括用于采集所述物理系統(tǒng)在未經(jīng)調(diào)制的微波探詢信號(hào)作用下輸出的鑒頻信號(hào)的第一模數(shù)采樣單元、用于采集所述物理系統(tǒng)在調(diào)制后的微波探詢信號(hào)作用下輸出的鑒頻信號(hào)經(jīng)所述伺服環(huán)路鎖相后的壓控信號(hào)的第二模數(shù)采樣單元和用于輸出第一掃頻電壓和第二掃頻電壓至所述壓控晶體振蕩器，以使所述壓控晶體振蕩器輸出頻率變化的信號(hào)；并根據(jù)所述鑒頻信號(hào)和所述第一掃頻電壓的電壓點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系、以及所述壓控信號(hào)和所述第二掃頻電壓的電壓點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，計(jì)算所述原子鐘的信噪比的主控單元；所述未經(jīng)調(diào)制的微波探詢信號(hào)為所述壓控晶體振蕩器的輸出信號(hào)和所述綜合器輸出的單頻信號(hào)兩者經(jīng)所述微波倍混頻電路處理后產(chǎn)生的信號(hào)；所述調(diào)制后的微波探詢信號(hào)為所述壓控晶體振蕩器的輸出信號(hào)和所述綜合器輸出的鍵控調(diào)頻信號(hào)兩者經(jīng)所述微波倍混頻電路處理后產(chǎn)生的信號(hào)。具體地，所述主控單元為所述原子鐘中的微處理器。本實(shí)用新型實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來(lái)的有益效果是通過(guò)第一模數(shù)采樣單元，用于采集所述物理系統(tǒng)在未經(jīng)調(diào)制的微波探詢信號(hào)作用下輸出的鑒頻信號(hào)；第二模數(shù)采樣單元，用于采集所述物理系統(tǒng)在調(diào)制后的微波探詢信號(hào)作用下輸出的鑒頻信號(hào)經(jīng)所述伺服環(huán)路鎖相后的壓控信號(hào)；主控單元，用于輸出第一掃頻電壓和第二掃頻電壓至所述壓控晶體振蕩器，以使所述壓控晶體振蕩器輸出頻率變化的信號(hào)；并根據(jù)所述鑒頻信號(hào)和所述第一掃頻電壓的電壓點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系、以及所述壓控信號(hào)和所述第二掃頻電壓的電壓點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，計(jì)算所述原子鐘的信噪比；使得利用原子鐘本來(lái)的電子線路完成信噪比的評(píng)估，簡(jiǎn)化了信噪比評(píng)估流程，節(jié)約了資源；并且，分別利用所述鑒頻信號(hào)和所述第一掃頻電壓的電壓點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系和所述壓控信號(hào)和所述第二掃頻電壓的電壓點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系兩者計(jì)算信噪比，提高了原子鐘的信噪比的準(zhǔn)確度。

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。·[0012]圖I是本實(shí)用新型實(shí)施例中提供的原子鐘的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例I中提供的一種原子鐘信噪比測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例2中提供的一種原子鐘信噪比測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例2中提供的原子鐘的物理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例2中提供的繪制的吸收曲線的示意圖；圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例2中提供的繪制的鑒頻曲線的示意圖。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。為便于對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中所述裝置和方法的理解，首先對(duì)原子鐘的構(gòu)成進(jìn)行介紹。參見(jiàn)圖1，原子鐘包括壓控晶體振蕩器I、隔離放大器6、綜合器2、伺服環(huán)路3、微波倍混頻4、物理系統(tǒng)5。壓控晶體振蕩器I的輸出信號(hào)經(jīng)綜合器2的綜合作用，再經(jīng)微波倍混頻4倍頻混頻后得到一個(gè)微波探詢信號(hào)。物理系統(tǒng)5對(duì)微波探詢信號(hào)進(jìn)行鑒頻，通過(guò)物理系統(tǒng)5中光電池得到鑒頻信號(hào)。鑒頻信號(hào)經(jīng)伺服環(huán)路3的鎖相處理后得到對(duì)壓控晶體振蕩器I進(jìn)行壓控的糾偏電壓，從而將壓控晶體振蕩器I輸出頻率鎖定到原子共振吸收線的峰點(diǎn)上。基于此，本實(shí)用新型實(shí)施例中提供了一種原子鐘信噪比測(cè)量裝置，描述如下。實(shí)施例I參見(jiàn)圖2，本實(shí)用新型實(shí)施例I提供了一種原子鐘信噪比測(cè)量裝置，該裝置具體包括第一模數(shù)采樣單元101、第二模數(shù)采樣單元102和主控單元103。其中，第一模數(shù)采樣單元101，用于采集物理系統(tǒng)5在未經(jīng)調(diào)制的微波探詢信號(hào)作用下輸出的鑒頻信號(hào)。其中，第二模數(shù)采樣單元102，用于采集物理系統(tǒng)5在調(diào)制后的微波探詢信號(hào)作用下輸出的鑒頻信號(hào)經(jīng)伺服環(huán)路3鎖相后的壓控信號(hào)。[0024]其中，主控單元103，用于輸出第一掃頻電壓和第二掃頻電壓至壓控晶體振蕩器1，以使壓控晶體振蕩器I輸出變化的頻率；并根據(jù)鑒頻信號(hào)和第一掃頻電壓的電壓點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系、以及壓控信號(hào)和第二掃頻電壓的電壓點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，計(jì)算原子鐘的信噪比。具體地，該未經(jīng)調(diào)制的微波探詢信號(hào)由壓控晶體振蕩器I的輸出信號(hào)和綜合器2輸出的單頻信號(hào)兩者經(jīng)微波倍混頻電路4處理后產(chǎn)生；該調(diào)制后的微波探詢信號(hào)由壓控晶體振蕩器I的輸出信號(hào)和綜合器2輸出的鍵控調(diào)頻信號(hào)兩者經(jīng)微波倍混頻電路4處理后產(chǎn)生。本實(shí)用新型實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來(lái)的有益效果是通過(guò)第一模數(shù)采樣單元，用于采集所述物理系統(tǒng)在未經(jīng)調(diào)制的微波探詢信號(hào)作用下輸出的鑒頻信號(hào)；第二模數(shù)采樣單元，用于采集所述物理系統(tǒng)在調(diào)制后的微波探詢信號(hào)作用下輸出的鑒頻信號(hào)經(jīng)所述伺服環(huán)路鎖相后的壓控信號(hào)；主控單元，用于輸出第一掃頻電壓和第二掃頻電壓至所述壓控晶體振蕩器，以使所述壓控晶體振蕩器輸出頻率變化的信號(hào)；并根據(jù)所述鑒頻信號(hào)和所述第一掃頻電壓的電壓點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系、以及所述壓控信號(hào)和所述第二掃頻電壓的電壓點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，計(jì)算所述原子鐘的信噪比；使得利用原子鐘本來(lái)的電子線路完成信噪比的評(píng)估，簡(jiǎn)化 了信噪比評(píng)估流程，節(jié)約了資源；并且，分別利用所述鑒頻信號(hào)和所述第一掃頻電壓的電壓點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系和所述壓控信號(hào)和所述第二掃頻電壓的電壓點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系兩者計(jì)算信噪比，提高了原子鐘的信噪比的準(zhǔn)確度。實(shí)施例2參見(jiàn)圖3，本實(shí)用新型實(shí)施例2提供了一種原子鐘信噪比測(cè)量裝置，該裝置包括第一模數(shù)采樣單元201、第二模數(shù)采樣單元202和主控單元203。其中，第一模數(shù)采樣單元201分別與物理系統(tǒng)5和主控單元203連接，用于采集物理系統(tǒng)5在未經(jīng)調(diào)制的微波探詢信號(hào)作用下輸出的鑒頻信號(hào)。該未經(jīng)調(diào)制的微波探詢信號(hào)由壓控晶體振蕩器I的輸出信號(hào)和綜合器2輸出的單頻信號(hào)兩者經(jīng)微波倍混頻電路4處理后廣生。其中，第二模數(shù)采樣單元202分別與伺服環(huán)路3和主控單元203連接，用于采集物理系統(tǒng)5在調(diào)制后的微波探詢信號(hào)作用下輸出的鑒頻信號(hào)經(jīng)伺服環(huán)路3鎖相后的壓控信號(hào)。該調(diào)制后的微波探詢信號(hào)由壓控晶體振蕩器I的輸出信號(hào)和綜合器2輸出的鍵控調(diào)頻信號(hào)兩者經(jīng)微波倍混頻電路4處理后產(chǎn)生。其中，主控單元203分別與第一模數(shù)采樣單元201、第二模數(shù)采樣單元202、壓控晶體振蕩器I、綜合器3和伺服環(huán)路4連接，用于輸出第一掃頻電壓和第二掃頻電壓至壓控晶體振蕩器I ;以使壓控晶體振蕩器I輸出變化的頻率；并根據(jù)鑒頻信號(hào)和第一掃頻電壓的電壓點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系、以及壓控信號(hào)和第二掃頻電壓的電壓點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，計(jì)算原子鐘的信噪t匕。具體地，主控單元203可以采用原子鐘中的微處理器?！愕?參見(jiàn)圖4,物理系統(tǒng)5包括光譜燈5a、透鏡5b、集成濾光共振系統(tǒng)5c和光電檢測(cè)電路。光電檢測(cè)電路包括光電池5d、輸入電路5e和前置放大器5f。光譜燈5a發(fā)射的抽運(yùn)光經(jīng)過(guò)透鏡5b后進(jìn)入到集成濾光共振系統(tǒng)5c中完成量子鑒頻，鑒頻后的信號(hào)反饋到兩塊光電池5d上,光電池5d通過(guò)輸入電路5e進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換后再將電信號(hào)輸送至前置放大器5f。其中，光譜燈5a中充有銣元素和啟輝氣體，集成濾光共振系統(tǒng)5c中充有銣同位素和惰性氣體。另外，圖4中粗箭頭方向表示磁場(chǎng)和微波探詢信號(hào)輸入方向；加入磁場(chǎng)是為了原子分裂和“量子化軸”;加入微波探詢信號(hào)是為了共振躍遷。具體地，第一模數(shù)采樣單元201分別與物理系統(tǒng)5中前置放大器5f和主控單元203連接。進(jìn)一步地,主控單元203還用于,輸出FSK (Frequency-Shift Keying,頻移鍵控)信號(hào)至綜合器2，控制綜合器2產(chǎn)生帶鍵控調(diào)頻的調(diào)制頻率信號(hào)對(duì)微波探詢信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，以得到調(diào)制后的微波探詢信號(hào)；及，控制綜合器2產(chǎn)生單頻信號(hào)至微波倍混頻4，以得到未經(jīng)調(diào)制的微波探詢信號(hào)。進(jìn)一步地，主控單元203還用于，輸出與FSK信號(hào)同頻且有固定相位差的同步信號(hào)至伺服環(huán)路3，使伺服環(huán)路3對(duì)鑒頻信號(hào)進(jìn)行鎖相，得到壓控信號(hào)。具體地，原子鐘信噪比測(cè)量裝置的工作過(guò)程包括吸收曲線的繪制、鑒頻曲線的繪制、以及信噪比的計(jì)算，下面將分別進(jìn)行描述A，吸收曲線的繪制。 其中，主控單元203通過(guò)D/A掃頻，輸出掃頻電壓至壓控晶體振蕩器1，該掃頻電壓使壓控晶體振蕩器I輸出頻率變化的信號(hào)；同時(shí)，主控單元203關(guān)閉FSK信號(hào)使能(不輸出FSK信號(hào)至綜合器3中DDS)，使綜合器2中DDS輸出單頻的頻率信號(hào)。該單頻的頻率信號(hào)經(jīng)微波倍混頻4作用產(chǎn)生未經(jīng)調(diào)制的微波探詢信號(hào)送至物理系統(tǒng)5，物理系統(tǒng)5完成量子鑒頻后經(jīng)前置放大器5f 放大后送至第一模數(shù)采樣單元201。第一模數(shù)采樣單元201完成鑒頻信號(hào)的采集，并將鑒頻信號(hào)返回主控單元203。主控單元203根據(jù)掃頻電壓和鑒頻信號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，繪制銣原子的吸收曲線。參見(jiàn)圖5，繪制的吸收曲線中，X軸為主控單元203記錄的掃頻電壓的相應(yīng)的電壓值，軸為第一模數(shù)采樣單元201采集的鑒頻信號(hào)的電流值，這兩者是一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。B，鑒頻曲線的繪制。其中，主控單元203通過(guò)D/A掃頻，輸出掃頻電壓至壓控晶體振蕩器I ;同時(shí)，主控單元203打開(kāi)FSK信號(hào)使能，輸出FSK信號(hào)至綜合器2中DDS，使DDS輸出帶鍵控調(diào)頻的調(diào)制頻率信號(hào)。進(jìn)一步地，主控單元203還輸出與FSK信號(hào)同頻且有固定相位差(如相差40° )的同步信號(hào)至伺服環(huán)路3，使伺服環(huán)路3對(duì)鑒頻信號(hào)進(jìn)行鎖相。該帶鍵控調(diào)頻的調(diào)制頻率信號(hào)經(jīng)微波倍混頻4作用產(chǎn)生調(diào)制后的微波探詢信號(hào)送至物理系統(tǒng)5，物理系統(tǒng)5完成量子鑒頻后經(jīng)前置放大器5f放大后送至伺服環(huán)路3。伺服環(huán)路3完成鎖相放大后輸出壓控信號(hào)至第二模數(shù)采樣單元202。第二模數(shù)采樣單元202完成壓控信號(hào)的采集，并將壓控信號(hào)返回主控單元203。主控單元203根據(jù)掃頻電壓和壓控信號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，繪制銣原子的鑒頻曲線。參見(jiàn)圖6，繪制的鑒頻曲線中，X軸為主控單元203記錄的掃頻電壓的相應(yīng)的電壓值-J軸為第二模數(shù)采樣單元202采集的壓控信號(hào)的電壓值，這兩者是一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。C，信噪比的計(jì)算。其中，主控單元203完成吸收曲線和鑒頻曲線的繪制后，根據(jù)現(xiàn)有的計(jì)算方法，對(duì)原子鐘的信噪比進(jìn)行計(jì)算。下面簡(jiǎn)單介紹一下計(jì)算原子鐘信噪比的過(guò)程，該過(guò)程包括步驟a b :步驟a :輸出第一掃頻電壓至壓控晶體振蕩器1，以使壓控晶體振蕩器I輸出頻率變化的信號(hào)；并采集物理系統(tǒng)5在未經(jīng)調(diào)制的微波探詢信號(hào)作用下輸出的鑒頻信號(hào)。其中，該未經(jīng)調(diào)制的微波探詢信號(hào)由壓控晶體振蕩器I的輸出信號(hào)和綜合器2輸出的單頻信號(hào)兩者經(jīng)微波倍混頻電路4處理后產(chǎn)生。[0045]其中，第一掃頻電壓與鑒頻信號(hào)成對(duì)應(yīng)關(guān)系。步驟b :輸出第二掃頻電壓至壓控晶體振蕩器1，以使壓控晶體振蕩器I輸出頻率變化的信號(hào)；并采集物理系統(tǒng)5在調(diào)制后的微波探詢信號(hào)作用下輸出的鑒頻信號(hào)經(jīng)伺服環(huán)路3鎖相后得到的壓控信號(hào)。其中，該調(diào)制后的微波探詢信號(hào)由壓控晶體振蕩器I的輸出信號(hào)和綜合器2輸出的鍵控調(diào)頻信號(hào)兩者經(jīng)微波倍混頻電路4處理后產(chǎn)生。其中，第二掃頻電壓與壓控信號(hào)成對(duì)應(yīng)關(guān)系。步驟c :根據(jù)鑒頻信號(hào)和第一掃頻電壓的電壓點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系、以及壓控信號(hào)和第二掃頻電壓的電壓點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，計(jì)算原子鐘的信噪比。進(jìn)一步地,本步驟具體包括步驟(I) (4):·[0051]步驟(I):根據(jù)鑒頻信號(hào)與第一掃頻電壓的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，繪制吸收曲線。具體地，繪制吸收曲線的具體過(guò)程參見(jiàn)前述步驟A，在此不再詳述。步驟(2):根據(jù)壓控信號(hào)與第二掃頻電壓的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，繪制鑒頻曲線。具體地，繪制鑒頻曲線的具體過(guò)程參見(jiàn)前述步驟B，在此不再詳述。步驟(3):根據(jù)吸收曲線計(jì)算出吸收因子；根據(jù)鑒頻曲線計(jì)算出線寬；獲取預(yù)設(shè)的調(diào)制深度。具體地，假設(shè)吸收因子為a，線寬為S V，調(diào)制深度為2 e。首先，根據(jù)吸收曲線及
公式，計(jì)算出吸收因子。計(jì)算吸收因子的公式如下，
Al =—
I Ii參見(jiàn)圖5，I0為采集的鑒頻信號(hào)(光強(qiáng)電流值)的最大值；A I為Ici與鑒頻信號(hào)的最小值之間的差值。然后，根據(jù)鑒頻曲線及公式Ay = 計(jì)算出線寬。參見(jiàn)圖6，6 V為采集的壓控信號(hào)的最大值對(duì)應(yīng)的第二掃頻信號(hào)與壓控信號(hào)的最小值對(duì)應(yīng)的第二掃頻信號(hào)之間的差值。最后,獲取預(yù)先設(shè)置的調(diào)制深度2 e。通常,調(diào)制深度的大小應(yīng)該小于銣原子自然線寬的大小。步驟(4):采用吸收因子、線寬和調(diào)制深度計(jì)算原子鐘的信噪比。將計(jì)算出的e、a、A V和常量e代入信噪比公式= = 3 f f
N IeI0 2 eAv
信■噪比會(huì)。具體地，e為電荷，是一個(gè)常量。值得說(shuō)明的是，因?yàn)殡妷旱牟杉菑那胺虐遢敵龅?，在設(shè)計(jì)前置放大電路時(shí)，有一定的增益和直流本底電平，在計(jì)算時(shí)需要扣除這些。同時(shí)，為提高整個(gè)系統(tǒng)信噪比評(píng)估的精度，需要盡可能采集多點(diǎn)，如對(duì)應(yīng)于線寬=800Hz和原子頻標(biāo)系統(tǒng)，主控單元203按照壓控晶體振蕩器I的壓控斜率及其他輔助電路選擇每一次D/A輸出電壓使整個(gè)系統(tǒng)的頻率改變IHz。另外，在使用原子鐘信噪比測(cè)量裝置對(duì)原子鐘進(jìn)行測(cè)試評(píng)估時(shí)，還應(yīng)考慮物理系統(tǒng)5中光電池帶來(lái)的噪聲影響。第一，為了減小光電池帶來(lái)的閃爍噪聲的影響，在實(shí)際工作中要選擇稍微高一點(diǎn)的調(diào)制頻率，如可以選擇調(diào)制頻率為87Hz。第二，為了減小散彈噪聲和熱噪聲的影響，要選擇適當(dāng)?shù)墓庾V燈光強(qiáng)，增大透射光檢測(cè)器的受光面(選擇兩塊光電池)，并選擇恰當(dāng)?shù)呐轀?如可以選擇700C)，燈溫(如可以選擇1210C)。另外，對(duì)于一個(gè)原子鐘，在其光電池噪聲一定條件下，它的信噪比還與調(diào)制深度密切相關(guān)，適當(dāng)選擇微波探測(cè)信號(hào)的調(diào)制深度(如可以選擇300Hz)。本實(shí)用新型實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來(lái)的有益效果是通過(guò)第一模數(shù)采樣單元，用于采集所述物理系統(tǒng)在未經(jīng)調(diào)制的微波探詢信號(hào)作用下輸出的鑒頻信號(hào)；第二模數(shù)采樣單元，用于采集所述物理系統(tǒng)在調(diào)制后的微波探詢信號(hào)作用下輸出的鑒頻信號(hào)經(jīng)所述伺服環(huán)路鎖相后的壓控信號(hào)；主控單元，用于輸出第一掃頻電壓和第二掃頻電壓至所述壓控晶體振蕩器，以使所述壓控晶體振蕩器輸出頻率變化的信號(hào)；并根據(jù)所述鑒頻信號(hào)和所述第一掃頻電壓的電壓點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系、以及所述壓控信號(hào)和所述第二掃頻電壓的電壓點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，計(jì)算所述原子鐘的信噪比；使得利用原子鐘本來(lái)的電子線路完成信噪比的評(píng)估，簡(jiǎn)化了信噪比評(píng)估流程，節(jié)約了資源；并且，分別利用所述鑒頻信號(hào)和所述第一掃頻電壓的電壓點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系和所述壓控信號(hào)和所述第二掃頻電壓的電壓點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系兩者計(jì)算信噪比，提高了原子鐘的信噪比的準(zhǔn)確度?！ぁ0067]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.ー種原子鐘信噪比測(cè)量裝置，所述原子鐘包括壓控晶體振蕩器、綜合器、伺服環(huán)路、微波倍混頻電路和物理系統(tǒng)，其特征在于，所述裝置包括 用于采集所述物理系統(tǒng)在未經(jīng)調(diào)制的微波探詢信號(hào)作用下輸出的鑒頻信號(hào)的第一模數(shù)采樣單元、用于采集所述物理系統(tǒng)在調(diào)制后的微波探詢信號(hào)作用下輸出的鑒頻信號(hào)經(jīng)所述伺服環(huán)路鎖相后的壓控信號(hào)的第二模數(shù)采樣單元和用于輸出第一掃頻電壓和第二掃頻電壓至所述壓控晶體振蕩器，以使所述壓控晶體振蕩器輸出頻率變化的信號(hào)；并根據(jù)所述鑒頻信號(hào)和所述第一掃頻電壓的電壓點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系、以及所述壓控信號(hào)和所述第二掃頻電壓的電壓點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，計(jì)算所述原子鐘的信噪比的主控單元；所述未經(jīng)調(diào)制的微波探詢信號(hào)為所述壓控晶體振蕩器的輸出信號(hào)和所述綜合器輸出的單頻信號(hào)兩者經(jīng)所述微波倍混頻電路處理后產(chǎn)生的信號(hào)；所述調(diào)制后的微波探詢信號(hào)為所述壓控晶體振蕩器的輸出信號(hào)和所述綜合器輸出的鍵控調(diào)頻信號(hào)兩者經(jīng)所述微波倍混頻電路處理后產(chǎn)生的信號(hào)。
2.如權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述主控単元為所述原子鐘中的微處理器。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種原子鐘信噪比測(cè)量裝置，屬于原子頻標(biāo)領(lǐng)域。所述裝置包括用于采集所述物理系統(tǒng)在未經(jīng)調(diào)制的微波探詢信號(hào)作用下輸出的鑒頻信號(hào)的第一模數(shù)采樣單元、用于采集所述物理系統(tǒng)在調(diào)制后的微波探詢信號(hào)作用下輸出的鑒頻信號(hào)經(jīng)所述伺服環(huán)路鎖相后的壓控信號(hào)的第二模數(shù)采樣單元和用于輸出第一掃頻電壓和第二掃頻電壓至所述壓控晶體振蕩器，以使所述壓控晶體振蕩器輸出頻率變化的信號(hào)；并根據(jù)所述鑒頻信號(hào)和所述第一掃頻電壓的電壓點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系、以及所述壓控信號(hào)和所述第二掃頻電壓的電壓點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，計(jì)算所述原子鐘的信噪比的主控單元。通過(guò)本實(shí)用新型，提高了原子鐘信噪比的準(zhǔn)確度。
文檔編號(hào)G01R29/26GK202758005SQ20122035121
公開(kāi)日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2012年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月19日
發(fā)明者雷海東 申請(qǐng)人:江漢大學(xué)