原子钟运行状态监测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及原子钟运行状态监测技术领域，具体地说，涉及原子钟运行状态监测装置。其包括物理系统、中央处理器、电子线路、振荡器和故障显示模块，电子线路与中央处理器连接；电子线路与物理系统连接；物理系统的输出端与中央处理器连接；中央处理器的输入端与振荡器的输出端双向连接；振荡器的输出端还与电子线路连接；中央处理器的输出端与故障显示模块连接，以对运行故障进行提示。本实用新型专利技术中通过原子频标脱锁，使中央处理器将使能中的泡模块“故障”指示灯灯点亮，反之则使“正常”指示灯点亮，最终进入到闭环锁定状态，以解决原子钟无法实现正常闭环锁定的问题。法实现正常闭环锁定的问题。法实现正常闭环锁定的问题。

【技术实现步骤摘要】
原子钟运行状态监测装置


[0001]本技术涉及原子钟运行状态监测
，具体地说，涉及原子钟运行状态监测装置。

技术介绍

[0002]在科研或者实验中，对时间的要求非常苛刻，一般的时钟无法满足科研或者实验对精度的需求，通常会使用到原子钟。
[0003]原子钟利用原子物理学的原理，原子是按照不同电子排列顺序的能量差，也就是围绕在原子核周围不同电子层的能量差，来吸收或释放电磁能量的，这里电磁能量是不连续的，当原子从一个“能量态”跃迁至低的“能量态”时，它便会释放电磁波，这种电磁波特征频率是不连续的，即共振频率。
[0004]而且很多原子钟在运行过程中，为了使运行状态保持稳定，常常会通过磁场来补偿，但是磁场只能对集成滤光共振泡系统增加其频率值，不能减小其频率值，这样，原子钟集成滤光共振泡内部长期工作于60℃
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70℃恒温环境，抽运光通过时，内部原子不断发生着共振、碰撞等物理作用，这样长期工作后，有可能使集成滤光共振泡泡频发生变化，从而使原子钟无法实现正常闭环锁定，另外也不能对原子钟的运行状态进行实时监测。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于提供原子钟运行状态监测装置，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为实现上述目的，本技术提供原子钟运行状态监测装置，包括物理系统、中央处理器、电子线路、振荡器和故障显示模块，其中：
[0007]电子线路与中央处理器连接；电子线路与物理系统连接；物理系统的输出端与中央处理器连接；中央处理器的输入端与振荡器的输出端双向连接；振荡器的输出端还与电子线路连接；中央处理器的输出端与故障显示模块连接，以对运行故障进行提示。
[0008]作为本技术方案的进一步改进，所述电子线路包括隔离放大器、综合调制电路、倍频电路和微波倍混频器，其中：
[0009]隔离放大器的输入端与所述振荡器连接；隔离放大器的输出端与倍频电路和综合调制电路连接；综合调制电路的输出端与倍频电路连接；综合调制电路的输入端连接有伺服电路；所述伺服电路的输出端与振荡器连接；倍频电路与微波倍混频器的输入端连接；微波倍混频器的输出端与物理系统连接，以向物理系统传输微波探寻信号。
[0010]作为本技术方案的进一步改进，所述物理系统包括光谱灯、集成滤光共振泡、微波腔、磁场、磁屏、光电池、耦合环、温度控制器和恒温器；恒温器与微波腔连接；温度控制器的输出端与光谱灯和微波腔连接；耦合环用于接收微波倍混频器的微波探寻信号。
[0011]作为本技术方案的进一步改进，所述故障显示模块包括工作指示灯和故障指示灯；工作指示灯用于显示中央处理器工作状态；故障指示灯用于显示其对应的连接件工作
状态；所述中央处理器内安装有定时器，以释放方波电平使工作指示灯进行亮灭闪烁。
[0012]作为本技术方案的进一步改进，所述中央处理器内还安装有走时计数器，用于对振荡器输出的频率进行预测量。
[0013]与现有技术相比，本技术的有益效果：通过原子频标脱锁，使中央处理器将使能中的泡模块“故障”指示灯灯点亮，反之则使“正常”指示灯点亮，最终进入到闭环锁定状态，以解决原子钟无法实现正常闭环锁定的问题，另外整个被动型铷原子频标的工作状态由4个监测点来完成，其中监测点1负责监测作为整个原子频标物理系统光源的光谱灯工作温度情况；监测点2负责监测内置进行滤光及原子共振的集成滤光共振泡的腔体工作温度情况；监测点3负责监测使原子基态超精细结构发生塞曼分裂，并为原子跃迁提供量子化轴的磁场电流情况；监测点4通过综合调制电路产生的同步采样时序对来自量子系统鉴频处理后经光检放大、方波整形得到的信号进行采样，通过采样结果判断原子频标是否进入正常锁定工作状态，从而实现对原子钟运行状态监测的目的。
附图说明
[0014]图1为本专利技术的整体模块框图；
[0015]图2为本专利技术的电子线路模块框图；
[0016]图3为本专利技术的物理系统模块框图；
[0017]图4为本专利技术的故障指示模块框图。
具体实施方式
[0018]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行消楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0019]请参阅图1
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图4，本技术提供技术方案：
[0020]本技术提供原子钟运行状态监测装置，包括物理系统、中央处理器、电子线路、振荡器和故障显示模块，其中：
[0021]电子线路与中央处理器连接；电子线路与物理系统连接，物理系统用以提供量子鉴频基准；物理系统的输出端与中央处理器连接；中央处理器的输入端与振荡器的输出端双向连接；振荡器的输出端还与电子线路连接，振荡器的输出频率锁定在物理系统的原子吸收峰上；中央处理器的输出端与故障显示模块连接，以对运行故障进行提示。
[0022]此外，电子线路包括隔离放大器、综合调制电路、倍频电路和微波倍混频器，其中：
[0023]隔离放大器的输入端与振荡器连接；隔离放大器的输出端与倍频电路和综合调制电路连接；综合调制电路的输出端与倍频电路连接；综合调制电路的输入端连接有伺服电路；伺服电路的输出端与振荡器连接；倍频电路与微波倍混频器的输入端连接；微波倍混频器的输出端与物理系统连接，以向物理系统传输微波探寻信号。
[0024]进一步的，物理系统包括光谱灯、集成滤光共振泡、微波腔、磁场、磁屏、光电池、耦合环、温度控制器和恒温器；恒温器与微波腔连接；温度控制器的输出端与光谱灯和微波腔连接；耦合环用于接收微波倍混频器的微波探寻信号。
[0025]此外，微波倍混频器输出的微波探寻信号到物理系统中，物理系统实现量子系统鉴频的输出信号经光检放大和方波整形通过伺服电路将本振的输出频率锁定在铷原子的基态超精细0
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0跃迁频率上。
[0026]值得说明的是，整个被动型铷原子频标的工作状态由4个监测点来完成，请参阅图1
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图2所示，其中监测点1负责监测作为整个原子频标物理系统光源的光谱灯工作温度情况；监测点2负责监测内置进行滤光及原子共振的集成滤光共振泡的腔体工作温度情况；监测点3负责监测使原子基态超精细结构发生塞曼分裂，并为原子跃迁提供量子化轴的磁场电流情况；监测点4通过综合调制电路产生的同步采样时序对来自量子系统鉴频处理后经光检放大、方波整形得到的信号进行采样，通过采样结果判断原子频标是否进入正常锁定工作状态。
[0027]具体的，故障显示模块包括工作指示灯和故障指示灯；工作指示灯用于显示中央处理器工作状态；故障指示灯用于显示其对应的连接件工作状态；中央处理器内安装有定时器，以释放方波电平使工作指示灯进行亮灭闪烁。
[0028]此外，中央处理器内还安装有走时计数器，用于对振荡器输出的频率进行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.原子钟运行状态监测装置，其特征在于，包括物理系统、中央处理器、电子线路、振荡器和故障显示模块，其中：电子线路与中央处理器连接；电子线路与物理系统连接；物理系统的输出端与中央处理器连接；中央处理器的输入端与振荡器的输出端双向连接；振荡器的输出端还与电子线路连接；中央处理器的输出端与故障显示模块连接，以对运行故障进行提示。2.根据权利要求1所述的原子钟运行状态监测装置，其特征在于：所述电子线路包括隔离放大器、综合调制电路、倍频电路和微波倍混频器，其中：隔离放大器的输入端与所述振荡器连接；隔离放大器的输出端与倍频电路和综合调制电路连接；综合调制电路的输出端与倍频电路连接；综合调制电路的输入端连接有伺服电路；所述伺服电路的输出端与振荡器连接；倍频电路与微波倍混频器的输入端连接；微波倍混频器的输出端...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷海东，
申请(专利权)人：江汉大学，
类型：新型
国别省市：