一種原子鐘信噪比測量裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術公開了一種原子鐘信噪比測量裝置，屬于原子頻標領域。所述裝置包括：用于采集所述物理系統在未經調制的微波探詢信號作用下輸出的鑒頻信號的第一模數采樣單元、用于采集所述物理系統在調制后的微波探詢信號作用下輸出的鑒頻信號經所述伺服環路鎖相后的壓控信號的第二模數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；并根據所述鑒頻信號和所述第一掃頻電壓的電壓點的對應關系、以及所述壓控信號和所述第二掃頻電壓的電壓點的對應關系，計算所述原子鐘的信噪比的主控單元。通過本實用新型專利技術，提高了原子鐘信噪比的準確度。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及原子頻標領域，特別涉及一種原子鐘信噪比測量裝置。
技術介紹
隨著科學技術的不斷發展，人們對標準時鐘源的需求越來越多。由于結構簡單、體積功耗小和成本低等優點，原子鐘在時鐘源領域得到了廣泛的應用。其中，原子鐘的信噪比是原子鐘重要的性能指標，決定了原子鐘輸出頻率的穩定 性。為了改善原子鐘輸出頻率的穩定性，需對原子鐘的信噪比進行評估。現有信噪比評估方法為，在原子鐘系統外接掃頻儀、記錄儀和數據處理裝置。具體地，運行原子鐘整機，并改變掃頻儀的輸出頻率；然后通過記錄儀同步記錄伺服環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至數據處理裝置中，數據處理裝置根據輸出頻率與量子糾偏電壓的一一對應關系，得到原子鐘的鑒頻曲線；并根據鑒頻曲線相應點的坐標計算出原子鐘的信噪比。在實現本技術的過程中，專利技術人發現現有技術至少存在以下問題通過外接掃頻儀、記錄儀和數據處理裝置來測量原子鐘的信噪比，一方面，測量信噪比時需要安裝上述儀器，使得測量流程過于復雜；同時，現有的原子鐘的各個功能模塊往往是集成在一起的，額外安裝其他設備比較困難，需要重新設計電路；另一方面，現有技術僅根據量子糾偏電壓來計信噪比，其中信噪比公式中所需參數之一吸收因子為一個預估值，導致計算出的原子鐘的信噪比不夠準確。
技術實現思路
為了簡化信噪比評估的流程，并提高原子鐘的信噪比評估的準確度，本技術實施例提供了一種原子鐘信噪比測量裝置。所述技術方案如下—種原子鐘信噪比測量裝置，所述原子鐘包括壓控晶體振蕩器、綜合器、伺服環路、微波倍混頻電路和物理系統，所述裝置包括用于采集所述物理系統在未經調制的微波探詢信號作用下輸出的鑒頻信號的第一模數采樣單元、用于采集所述物理系統在調制后的微波探詢信號作用下輸出的鑒頻信號經所述伺服環路鎖相后的壓控信號的第二模數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；并根據所述鑒頻信號和所述第一掃頻電壓的電壓點的對應關系、以及所述壓控信號和所述第二掃頻電壓的電壓點的對應關系，計算所述原子鐘的信噪比的主控單元；所述未經調制的微波探詢信號為所述壓控晶體振蕩器的輸出信號和所述綜合器輸出的單頻信號兩者經所述微波倍混頻電路處理后產生的信號；所述調制后的微波探詢信號為所述壓控晶體振蕩器的輸出信號和所述綜合器輸出的鍵控調頻信號兩者經所述微波倍混頻電路處理后產生的信號。具體地，所述主控單元為所述原子鐘中的微處理器。本技術實施例提供的技術方案帶來的有益效果是通過第一模數采樣單元，用于采集所述物理系統在未經調制的微波探詢信號作用下輸出的鑒頻信號；第二模數采樣單元，用于采集所述物理系統在調制后的微波探詢信號作用下輸出的鑒頻信號經所述伺服環路鎖相后的壓控信號；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；并根據所述鑒頻信號和所述第一掃頻電壓的電壓點的對應關系、以及所述壓控信號和所述第二掃頻電壓的電壓點的對應關系，計算所述原子鐘的信噪比；使得利用原子鐘本來的電子線路完成信噪比的評估，簡化了信噪比評估流程，節約了資源；并且，分別利用所述鑒頻信號和所述第一掃頻電壓的電壓點的對應關系和所述壓控信號和所述第二掃頻電壓的電壓點的對應關系兩者計算信噪比，提高了原子鐘的信噪比的準確度。附圖說明為了更清楚地說明本技術實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本技術的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。·圖I是本技術實施例中提供的原子鐘的結構示意圖；圖2是本技術實施例I中提供的一種原子鐘信噪比測量裝置的結構示意圖；圖3是本技術實施例2中提供的一種原子鐘信噪比測量裝置的結構示意圖；圖4是本技術實施例2中提供的原子鐘的物理系統的結構示意圖；圖5是本技術實施例2中提供的繪制的吸收曲線的示意圖；圖6是本技術實施例2中提供的繪制的鑒頻曲線的示意圖。具體實施方式為使本技術的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本技術實施方式作進一步地詳細描述。為便于對本技術實施例中所述裝置和方法的理解，首先對原子鐘的構成進行介紹。參見圖1，原子鐘包括壓控晶體振蕩器I、隔離放大器6、綜合器2、伺服環路3、微波倍混頻4、物理系統5。壓控晶體振蕩器I的輸出信號經綜合器2的綜合作用，再經微波倍混頻4倍頻混頻后得到一個微波探詢信號。物理系統5對微波探詢信號進行鑒頻，通過物理系統5中光電池得到鑒頻信號。鑒頻信號經伺服環路3的鎖相處理后得到對壓控晶體振蕩器I進行壓控的糾偏電壓，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上。基于此，本技術實施例中提供了一種原子鐘信噪比測量裝置，描述如下。實施例I參見圖2，本技術實施例I提供了一種原子鐘信噪比測量裝置，該裝置具體包括第一模數采樣單元101、第二模數采樣單元102和主控單元103。其中，第一模數采樣單元101，用于采集物理系統5在未經調制的微波探詢信號作用下輸出的鑒頻信號。其中，第二模數采樣單元102，用于采集物理系統5在調制后的微波探詢信號作用下輸出的鑒頻信號經伺服環路3鎖相后的壓控信號。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；并根據鑒頻信號和第一掃頻電壓的電壓點的對應關系、以及壓控信號和第二掃頻電壓的電壓點的對應關系，計算原子鐘的信噪比。具體地，該未經調制的微波探詢信號由壓控晶體振蕩器I的輸出信號和綜合器2輸出的單頻信號兩者經微波倍混頻電路4處理后產生；該調制后的微波探詢信號由壓控晶體振蕩器I的輸出信號和綜合器2輸出的鍵控調頻信號兩者經微波倍混頻電路4處理后產生。本技術實施例提供的技術方案帶來的有益效果是通過第一模數采樣單元，用于采集所述物理系統在未經調制的微波探詢信號作用下輸出的鑒頻信號；第二模數采樣單元，用于采集所述物理系統在調制后的微波探詢信號作用下輸出的鑒頻信號經所述伺服環路鎖相后的壓控信號；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；并根據所述鑒頻信號和所述第一掃頻電壓的電壓點的對應關系、以及所述壓控信號和所述第二掃頻電壓的電壓點的對應關系，計算所述原子鐘的信噪比；使得利用原子鐘本來的電子線路完成信噪比的評估，簡化 了信噪比評估流程，節約了資源；并且，分別利用所述鑒頻信號和所述第一掃頻電壓的電壓點的對應關系和所述壓控信號和所述第二掃頻電壓的電壓點的對應關系兩者計算信噪比，提高了原子鐘的信噪比的準確度。實施例2參見圖3，本技術實施例2提供了一種原子鐘信噪比測量裝置，該裝置包括第一模數采樣單元201、第二模數采樣單元202和主控單元203。其中，第一模數采樣單元201分別與物理系統5和主控單元203連接，用于采集物理系統5在未經調制的微波探詢信號作用下輸出的鑒頻信號。該未經調制的微波探詢信號由壓控晶體振蕩器I的輸出信號和綜合器2輸出的單頻信號兩者經微波倍混頻電路4本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種原子鐘信噪比測量裝置，所述原子鐘包括壓控晶體振蕩器、綜合器、伺服環路、微波倍混頻電路和物理系統，其特征在于，所述裝置包括：用于采集所述物理系統在未經調制的微波探詢信號作用下輸出的鑒頻信號的第一模數采樣單元、用于采集所述物理系統在調制后的微波探詢信號作用下輸出的鑒頻信號經所述伺服環路鎖相后的壓控信號的第二模數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；并根據所述鑒頻信號和所述第一掃頻電壓的電壓點的對應關系、以及所述壓控信號和所述第二掃頻電壓的電壓點的對應關系，計算所述原子鐘的信噪比的主控單元；所述未經調制的微波探詢信號為所述壓控晶體振蕩器的輸出信號和所述綜合器輸出的單頻信號兩者經所述微波倍混頻電路處理后產生的信號；所述調制后的微波探詢信號為所述壓控晶體振蕩器的輸出信號和所述綜合器輸出的鍵控調頻信號兩者經所述微波倍混頻電路處理后產生的信號。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：雷海東，
申請(專利權)人：江漢大學，
類型：實用新型
國別省市：