一種原子鐘性能評(píng)估裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及原子鐘領(lǐng)域，特別涉及一種原子鐘性能評(píng)估裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 被動(dòng)型原子鐘主要包括壓控晶振、電子線路和量子系統(tǒng)三大部分;其中，壓控晶振 輸出的信號(hào)經(jīng)電子線路的處理產(chǎn)生微波探詢信號(hào)，該微波探詢信號(hào)作用于量子系統(tǒng)后，產(chǎn) 生量子鑒頻信號(hào)；電子線路將該量子鑒頻信號(hào)與參考信號(hào)進(jìn)行同步鑒相，產(chǎn)生糾偏電壓作 用于壓控晶振，從而改變壓控晶振的輸出，進(jìn)而將壓控晶振輸出鎖定于原子基態(tài)超精細(xì)〇-〇 中心頻率上。
[0003] 而隨著原子鐘技術(shù)的發(fā)展，如何檢測(cè)原子鐘輸出頻率的長(zhǎng)期穩(wěn)定度和短期穩(wěn)定 度，并直觀地表示出來(lái)，成了原子鐘技術(shù)研究的重要問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種原子鐘性能評(píng)估裝置。所述 技術(shù)方案如下：
[0005] 本發(fā)明實(shí)施例提供了一種原子鐘性能評(píng)估裝置，其特征在于，所述裝置包括:長(zhǎng)期 穩(wěn)定度評(píng)估模塊、短期穩(wěn)定度評(píng)估模塊和綜合評(píng)估模塊；
[0006] 所述長(zhǎng)期穩(wěn)定度評(píng)估模塊包括：
[0007]高精度頻率源、對(duì)所述高精度頻率源的輸出信號(hào)進(jìn)行方波整形的第一方波電路、 對(duì)原子鐘的輸出信號(hào)進(jìn)行方波整形的第二方波電路、對(duì)所述第一方波電路和所述第二方波 電路的輸出進(jìn)行相位比較的相位比較電路、根據(jù)所述相位比較電路的輸出計(jì)算所述原子鐘 的長(zhǎng)期穩(wěn)定度的第一處理單元；
[0008] 所述短期穩(wěn)定度評(píng)估模塊包括：
[0009] 向所述原子鐘的物理系統(tǒng)輸出調(diào)制信號(hào)的調(diào)制信號(hào)源、根據(jù)所述物理系統(tǒng)產(chǎn)生的 光檢信號(hào)得到鑒頻曲線的鑒頻單元、根據(jù)所述鑒頻曲線計(jì)算所述原子鐘的短期穩(wěn)定度的第 二處理單元；
[001 0]所述綜合評(píng)估模塊，用于根據(jù)所述第一處理單元和所述第二處理單元計(jì)算出的長(zhǎng) 期穩(wěn)定度和短期穩(wěn)定度輸出所述原子鐘的綜合性能。
[0011] 在本發(fā)明實(shí)施例的一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述綜合評(píng)估模塊包括：
[0012] 存儲(chǔ)單元，用于存儲(chǔ)長(zhǎng)期穩(wěn)定度和短期穩(wěn)定度與性能評(píng)分的對(duì)應(yīng)關(guān)系；
[0013] 計(jì)算單元，用于根據(jù)所述對(duì)應(yīng)關(guān)系，將所述第一處理單元和所述第二處理單元計(jì) 算出的長(zhǎng)期穩(wěn)定度和短期穩(wěn)定度轉(zhuǎn)換為性能評(píng)分，并計(jì)算性能評(píng)分之和，以表示所述原子 鐘的綜合性能。
[0014] 在本發(fā)明實(shí)施例的另一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述綜合評(píng)估模塊還包括：
[0015] 顯示單元，用于顯示所述性能評(píng)分之和。
[0016] 在本發(fā)明實(shí)施例的另一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述顯示單元為顯示器。
[0017] 在本發(fā)明實(shí)施例的另一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述第一處理單元，包括：
[0018] 積分電路，用于將所述相位比較電路的輸出轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)；
[0019] 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，用于以T為周期對(duì)所述電壓信號(hào)進(jìn)行采樣，將采樣的所述電壓信號(hào) 轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，得到多個(gè)采樣點(diǎn)；
[0020] 處理電路，用于按采樣時(shí)間順序每隔N個(gè)點(diǎn)取一個(gè)采樣值，根據(jù)采樣值計(jì)算頻差， 根據(jù)所述頻差及阿侖方差計(jì)算公式或哈達(dá)瑪方差計(jì)算公式計(jì)算所述長(zhǎng)期穩(wěn)定度。
[0021] 在本發(fā)明實(shí)施例的另一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述第一處理單元為計(jì)算機(jī)。
[0022] 在本發(fā)明實(shí)施例的另一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述T為10S。
[0023] 在本發(fā)明實(shí)施例的另一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述N為1000。
[0024]在本發(fā)明實(shí)施例的另一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述第二處理單元，用于：
[0025] 根據(jù)所述鑒頻曲線確定吸收因子、調(diào)制深度和線寬；
[0026] 利用信噪比S/N理論計(jì)算公式及所述吸收因子、調(diào)制深度和線寬，計(jì)算系統(tǒng)的信噪 比；
[0027] 根據(jù)所述系統(tǒng)的信噪比計(jì)算所述原子鐘的短期穩(wěn)定度。
[0028] 在本發(fā)明實(shí)施例的另一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述第二處理單元為計(jì)算機(jī)。
[0029] 本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來(lái)的有益效果是：
[0030] 本發(fā)明實(shí)施例分別通過(guò)長(zhǎng)期穩(wěn)定度評(píng)估模塊中的第一處理單元和短期穩(wěn)定度評(píng) 估模塊中的第二處理單元，計(jì)算長(zhǎng)期穩(wěn)定度和短期穩(wěn)定度，然后根據(jù)長(zhǎng)期穩(wěn)定度和短期穩(wěn) 定度對(duì)原子鐘的綜合性能進(jìn)行評(píng)估，從而給出直觀評(píng)價(jià)，便于技術(shù)人員對(duì)原子鐘的選擇。
【附圖說(shuō)明】
[0031] 為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(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發(fā)明的一些實(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。
[0032] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的原子鐘性能評(píng)估裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的鑒頻曲線；
[0034]圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的吸收線。
【具體實(shí)施方式】
[0035]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方 式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0036] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種原子鐘性能評(píng)估裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，參見(jiàn)圖1，裝 置包括:長(zhǎng)期穩(wěn)定度評(píng)估模塊11、短期穩(wěn)定度評(píng)估模塊12和綜合評(píng)估模塊13;
[0037] 長(zhǎng)期穩(wěn)定度評(píng)估模塊11包括：
[0038] 高精度頻率源111、對(duì)高精度頻率源111的輸出信號(hào)進(jìn)行方波整形的第一方波電路 112、對(duì)原子鐘的輸出信號(hào)進(jìn)行方波整形的第二方波電路113、對(duì)第一方波電路112和第二方 波電路113的輸出進(jìn)行相位比較的相位比較電路114、根據(jù)相位比較電路114的輸出計(jì)算原 子鐘的長(zhǎng)期穩(wěn)定度的第一處理單元115,第一方波電路112分別與高精度頻率源111和相位 比較電路114電連接，相位比較電路114還與第二方波電路113及第一處理單元115電連接， 第二方波電路113還與原子鐘的輸出端電連接；
[0039]短期穩(wěn)定度評(píng)估模塊12包括：
[0040]向原子鐘的物理系統(tǒng)輸出調(diào)制信號(hào)的調(diào)制信號(hào)源121、根據(jù)物理系統(tǒng)產(chǎn)生的光檢 信號(hào)得到鑒頻曲線的鑒頻單元122、根據(jù)鑒頻曲線計(jì)算原子鐘的短期穩(wěn)定度的第二處理單 元123,調(diào)制信號(hào)源121分別與原子鐘的物理系統(tǒng)及鑒頻單元122電連接，第二處理單元123 與鑒頻單元122電連接；
[0041]綜合評(píng)估模塊13,用于根據(jù)第一處理單元115和第二處理單元123計(jì)算出的長(zhǎng)期穩(wěn) 定度和短期穩(wěn)定度輸出原子鐘的綜合性能，綜合評(píng)估模塊13分別與第一處理單元115和第 二處理單元123電連接。
[0042]本發(fā)明實(shí)施例分別通過(guò)長(zhǎng)期穩(wěn)定度評(píng)估模塊中的第一處理單元和短期穩(wěn)定度評(píng) 估模塊中的第二處理單元，計(jì)算長(zhǎng)期穩(wěn)定度和短期穩(wěn)定度，然后根據(jù)長(zhǎng)期穩(wěn)定度和短期穩(wěn) 定度對(duì)原子鐘的綜合性能進(jìn)行評(píng)估，從而給出直觀評(píng)價(jià)，便于技術(shù)人員對(duì)原子鐘的選擇。
[0043] 在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，綜合評(píng)估模塊13包括：
[0044] 存儲(chǔ)單元131，用于存儲(chǔ)長(zhǎng)期穩(wěn)定度和短期穩(wěn)定度與性能評(píng)分的對(duì)應(yīng)關(guān)系；
[0045]計(jì)算單元132,用于根據(jù)對(duì)應(yīng)關(guān)系，將第一處理單元和第二處理單元計(jì)算出的長(zhǎng)期 穩(wěn)定度和短期穩(wěn)定度轉(zhuǎn)換為性能評(píng)分，并計(jì)算性能評(píng)分之和，以表示原子鐘的綜合性能。 [0046] 計(jì)算單元132與存儲(chǔ)單元131、第一處理單元115和第二處理單元123電連接。
[0047]進(jìn)一步地，綜合評(píng)估模塊13還包括：
[0048] 顯示單元133,用于顯示性能評(píng)分之和。
[0049] 具體地，顯示單元133可以為顯示器。顯示器可以是發(fā)光二極管（Light Emitting Diode，簡(jiǎn)稱LED)顯示器、