技術(shù)中的時序信號為一固定頻率的信號，如79Hz信號，所以對于不同的原子頻標(biāo)而言，糾偏的頻率可能過高或過低，從而影響了整機的穩(wěn)定度。而在本實用新型中，時序信號是根據(jù)整機閉環(huán)時間產(chǎn)生的，系統(tǒng)在每個閉環(huán)周期(整機閉環(huán)時間)內(nèi)糾偏固定次數(shù)，避免糾偏的頻率過高或過低，從而保證了原子頻標(biāo)整機的穩(wěn)定度。
[0028]其中，奇數(shù)級邏輯門陣列106由奇數(shù)個非門構(gòu)成。
[0029]進一步地，奇數(shù)級邏輯門陣列106的級數(shù)可以根據(jù)實際需要設(shè)定，例如大于3，即非門至少為3個。
[0030]其中，光開關(guān)102可以是光隔離器或高速快門Shutter，但這里也僅作為舉例，本實用新型并不限制如此。
[0031]其中，光電檢測單元104可以是光電池。
[0032]其中，處理單元111可以是微處理器或者可編程邏輯控制器。
[0033]容易知道，在本實用新型實施例中，伺服電路還包括隔離放大器、直接數(shù)字式頻率合成器DDS電路、倍頻單元、混頻單元等，用于產(chǎn)生微波調(diào)制信號輸出至物理系統(tǒng)中，其中各個部分的工作過程及作用這里不做贅述。
[0034]除了采用傳統(tǒng)的方式產(chǎn)生微波調(diào)制信號外，本實用新型實施例還提供了另一種微波調(diào)制信號產(chǎn)生方式，在該實現(xiàn)方式中伺服電路還包括信號源單元，其中，隔離放大器的輸入端與壓控晶振電連接，隔離放大器的兩個輸出端分別與信號源單元的輸入端及倍頻單元的輸入端電連接，信號源單元的輸出端與DDS電路的輸入端電連接，DDS電路的輸出端與混頻單元的輸入端電連接，倍頻單元的輸出端與混頻單元的輸入端電連接，同步鑒相單元的輸出端與信號源單元的控制端連接，該信號源單元可以為高精度銣鐘。
[0035]具體地，隔離放大器對壓控晶振的輸出信號進行處理并輸出兩路第一頻率信號；信號源單元采用其中一路第一頻率信號作為參考，并在同步鑒相單元產(chǎn)生的糾偏電壓的作用下產(chǎn)生一路第二頻率信號；DDS電路根據(jù)第二頻率信號得到頻率為第二頻率信號正數(shù)倍的第三頻率信號；倍頻單元根據(jù)第一頻率信號得到頻率為第一頻率信號正數(shù)倍的第四頻率信號；混頻單元對第三頻率信號和第四頻率信號進行混頻得到微波調(diào)制信號。
[0036]例如，壓控晶振輸出一路ω I頻率信號(如80MHz)。隔離放大器對ω I頻率信號進行處理后輸出一路至信號源單元，用以作信號源單元的外部時鐘基準(zhǔn)。信號源單元在以壓控晶振輸出的ω I固定頻率信號作為參考前提下，輸出ω2頻率信號至DDS電路，因為采用了壓控晶振作外部時基參考，故ω2頻率信號擁有ωI頻率信號一樣的頻率特性(如穩(wěn)定度)。DDS電路根據(jù)ω2頻率信號得到ω2*Β頻率信號。隔離放大器還用于輸出另一路ω I頻率信號至倍頻單元。倍頻單元對另一路ω I頻率信號進行處理，得到ω1*Α頻率信號?；祛l單元根據(jù)DDS電路輸出的ω2*Β頻率信號和倍頻單元輸出的ω1*Α頻率信號，處理得到微波調(diào)制信號F= ω1*Α_ω2*Β。其中，同步鑒相單元101輸出糾偏電壓控制信號源單元輸出信號頻率，實現(xiàn)原子能級的動態(tài)探測，這里對于信號源單元的糾偏控制與現(xiàn)有的壓控晶振糾偏類似，這里不做贅述。
[0037]微波調(diào)制信號F= ω1*Α_ω2*Β由ω 1、ω 2、Α、Β組成，其中，A由具體電路所決定，B是用戶設(shè)置決定的，兩者都是固定的，且按照上述方案ω?亦是固定的，變化的只有ω2。由于在F=Q 1*Α- ω 2*Β中，B的值通常較小(如0.7)，A的值相對較大(如42)，而F又是由ω2*Β控制的，所以其變化很小。相比傳統(tǒng)技術(shù)中F主要由ω1*Α控制相比，上述技術(shù)可以大大縮小原子能級躍迀動態(tài)探測的頻率范圍，使鎖定更精確，整機系統(tǒng)的短穩(wěn)更好。
[0038]進一步地，伺服電路還包括:
[0039]對物理系統(tǒng)產(chǎn)生的光電檢測信號進行相位移動的相位移動單元，相位移動單元的輸入端與物理系統(tǒng)電連接，相位移動單元的輸出端與同步鑒相單元電連接。
[0040]具體地，移動時，只要物理系統(tǒng)產(chǎn)生的光電檢測信號的平坦區(qū)域(高電平或低電平)與參考信號的上升沿(或下降沿)對齊即可。
[0041]通過相位移動單元的處理，可以使同步鑒相單元的采樣更準(zhǔn)確，從而提高了糾偏精度。
[0042]容易知道，在本實用新型實施例中部分單元可以集成到同一個電路、模塊或處理芯片上，例如將控制單元107、檢測單元108和計算單元109集成到同一處理芯片上。
[0043]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種原子頻標(biāo)伺服電路，包括同步鑒相單元，其特征在于，所述伺服電路還包括: 光開關(guān)、分光片和光電檢測單元，所述光開關(guān)和所述分光片依次設(shè)置在所述原子頻標(biāo)的物理系統(tǒng)中的激光器和吸收泡之間，所述吸收泡和所述光電檢測單元分別設(shè)于所述分光片分出的兩束激光的光路上； 與運算單元、奇數(shù)級邏輯門陣列、控制所述光開關(guān)的開關(guān)動作的控制單元、檢測所述原子頻標(biāo)整機振蕩周期的檢測單元和計算所述原子頻標(biāo)整機閉環(huán)時間的計算單元，所述與運算單元的兩輸入端分別與所述同步鑒相單元及所述光電檢測單元電連接，所述與運算單元的輸出端與所述奇數(shù)級邏輯門陣列的輸入端電連接，所述控制單元的輸入端與所述奇數(shù)級邏輯門陣列的輸出端電連接，所述控制單元的輸出端與所述光開關(guān)的控制端電連接，所述檢測單元的輸入端與所述奇數(shù)級邏輯門陣列的輸出端電連接，所述計算單元的輸入端與所述檢測單元的輸出端電連接； 根據(jù)所述整機閉環(huán)時間產(chǎn)生一路頻率等于所述整機閉環(huán)時間的倒數(shù)的正整數(shù)倍的時序信號的信號產(chǎn)生單元及采用所述時序信號控制所述同步鑒相單元工作的處理單元，所述信號產(chǎn)生單元的輸入端與所述計算單元的輸出端電連接，所述信號產(chǎn)生單元的輸出端與所述處理單元的輸入端電連接，所述處理單元的輸出端與所述同步鑒相單元電連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原子頻標(biāo)伺服電路，其特征在于，所述奇數(shù)級邏輯門陣列由奇數(shù)個非門構(gòu)成。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的原子頻標(biāo)伺服電路，其特征在于，所述非門至少為3個。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原子頻標(biāo)伺服電路，其特征在于，所述光開關(guān)為光隔離器或高速快門Shutter。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原子頻標(biāo)伺服電路，其特征在于，所述光電檢測單元為光電池。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原子頻標(biāo)伺服電路，其特征在于，所述處理單元為微處理器或者可編程邏輯控制器。7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項所述的原子頻標(biāo)伺服電路，其特征在于，所述伺服電路還包括:對所述原子頻標(biāo)的壓控晶振的輸出信號進行處理并輸出兩路第一頻率信號的隔離放大器、采用其中一路所述第一頻率信號作為參考并在所述同步鑒相單元產(chǎn)生的糾偏電壓的作用下產(chǎn)生一路第二頻率信號的信號源單元、根據(jù)所述第二頻率信號得到頻率為所述第二頻率信號正數(shù)倍的第三頻率信號的直接數(shù)字式頻率合成器DDS電路、根據(jù)所述第一頻率信號得到頻率為所述第一頻率信號正數(shù)倍的第四頻率信號的倍頻單元、對所述第三頻率信號和所述第四頻率信號進行混頻得到微波調(diào)制信號的混頻單元； 所述隔離放大器的輸入端與所述壓控晶振電連接，所述隔離放大器的兩個輸出端分別與所述信號源單元的輸入端及所述倍頻單元的輸入端電連接，所述信號源單元的輸出端與所述DDS電路的輸入端電連接，所述DDS電路的輸出端與所述混頻單元的輸入端電連接，所述倍頻單元的輸出端與所述混頻單元的輸入端電連接，所述同步鑒相單元的輸出端與所述信號源單元的控制端連接。8.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項所述的原子頻標(biāo)伺服電路，其特征在于，所述伺服電路還包括: 對所述物理系統(tǒng)產(chǎn)生的光電檢測信號進行相位移動的相位移動單元，所述相位移動單元的輸入端與所述物理系統(tǒng)電連接，所述相位移動單元的輸出端與所述同步鑒相單元電連接。
【專利摘要】本實用新型公開了一種原子頻標(biāo)伺服電路，屬于原子鐘領(lǐng)域。所述伺服電路包括：光開關(guān)、分光片和光電檢測單元，所述光開關(guān)和所述分光片依次設(shè)置在所述原子頻標(biāo)的物理系統(tǒng)中的激光器和吸收泡之間，所述吸收泡和所述光電檢測單元分別設(shè)于所述分光片分出的兩束激光的光路上；與運算單元、奇數(shù)級邏輯門陣列、控制單元和計算單元，根據(jù)所述整機閉環(huán)時間產(chǎn)生一路頻率等于所述整機閉環(huán)時間的倒數(shù)的正整數(shù)倍的時序信號的信號產(chǎn)生單元及采用所述時序信號控制所述同步鑒相單元工作的處理單元，所述信號產(chǎn)生單元的輸入端與所述計算單元的輸出端電連接，所述信號產(chǎn)生單元的輸出端與所述處理單元的輸入端電連接，所述處理單元的輸出端與所述同步鑒相單元電連接。
【IPC分類】H03L7/26
【公開號】CN204721334
【申請?zhí)枴緾N201520276140
【發(fā)明人】朱小龍
【申請人】江漢大學(xué)
【公開日】2015年10月21日
【申請日】2015年4月30日...