一种原子钟信噪比测量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种原子钟信噪比测量装置，属于原子频标领域。所述装置包括：用于采集所述物理系统在未经调制的微波探询信号作用下输出的鉴频信号的第一模数采样单元、用于采集所述物理系统在调制后的微波探询信号作用下输出的鉴频信号经所述伺服环路锁相后的压控信号的第二模数采样单元和用于输出第一扫频电压和第二扫频电压至所述压控晶体振荡器，以使所述压控晶体振荡器输出频率变化的信号；并根据所述鉴频信号和所述第一扫频电压的电压点的对应关系、以及所述压控信号和所述第二扫频电压的电压点的对应关系，计算所述原子钟的信噪比的主控单元。通过本实用新型专利技术，提高了原子钟信噪比的准确度。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及原子频标领域，特别涉及一种原子钟信噪比测量装置。
技术介绍
随着科学技术的不断发展，人们对标准时钟源的需求越来越多。由于结构简单、体积功耗小和成本低等优点，原子钟在时钟源领域得到了广泛的应用。其中，原子钟的信噪比是原子钟重要的性能指标，决定了原子钟输出频率的稳定 性。为了改善原子钟输出频率的稳定性，需对原子钟的信噪比进行评估。现有信噪比评估方法为，在原子钟系统外接扫频仪、记录仪和数据处理装置。具体地，运行原子钟整机，并改变扫频仪的输出频率；然后通过记录仪同步记录伺服环路输出的量子纠偏电压；最后将扫频仪的输出频率和量子纠偏电压存储至数据处理装置中，数据处理装置根据输出频率与量子纠偏电压的一一对应关系，得到原子钟的鉴频曲线；并根据鉴频曲线相应点的坐标计算出原子钟的信噪比。在实现本技术的过程中，专利技术人发现现有技术至少存在以下问题通过外接扫频仪、记录仪和数据处理装置来测量原子钟的信噪比，一方面，测量信噪比时需要安装上述仪器，使得测量流程过于复杂；同时，现有的原子钟的各个功能模块往往是集成在一起的，额外安装其他设备比较困难，需要重新设计电路；另一方面，现有技术仅根据量子纠偏电压来计信噪比，其中信噪比公式中所需参数之一吸收因子为一个预估值，导致计算出的原子钟的信噪比不够准确。
技术实现思路
为了简化信噪比评估的流程，并提高原子钟的信噪比评估的准确度，本技术实施例提供了一种原子钟信噪比测量装置。所述技术方案如下—种原子钟信噪比测量装置，所述原子钟包括压控晶体振荡器、综合器、伺服环路、微波倍混频电路和物理系统，所述装置包括用于采集所述物理系统在未经调制的微波探询信号作用下输出的鉴频信号的第一模数采样单元、用于采集所述物理系统在调制后的微波探询信号作用下输出的鉴频信号经所述伺服环路锁相后的压控信号的第二模数采样单元和用于输出第一扫频电压和第二扫频电压至所述压控晶体振荡器，以使所述压控晶体振荡器输出频率变化的信号；并根据所述鉴频信号和所述第一扫频电压的电压点的对应关系、以及所述压控信号和所述第二扫频电压的电压点的对应关系，计算所述原子钟的信噪比的主控单元；所述未经调制的微波探询信号为所述压控晶体振荡器的输出信号和所述综合器输出的单频信号两者经所述微波倍混频电路处理后产生的信号；所述调制后的微波探询信号为所述压控晶体振荡器的输出信号和所述综合器输出的键控调频信号两者经所述微波倍混频电路处理后产生的信号。具体地，所述主控单元为所述原子钟中的微处理器。本技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是通过第一模数采样单元，用于采集所述物理系统在未经调制的微波探询信号作用下输出的鉴频信号；第二模数采样单元，用于采集所述物理系统在调制后的微波探询信号作用下输出的鉴频信号经所述伺服环路锁相后的压控信号；主控单元，用于输出第一扫频电压和第二扫频电压至所述压控晶体振荡器，以使所述压控晶体振荡器输出频率变化的信号；并根据所述鉴频信号和所述第一扫频电压的电压点的对应关系、以及所述压控信号和所述第二扫频电压的电压点的对应关系，计算所述原子钟的信噪比；使得利用原子钟本来的电子线路完成信噪比的评估，简化了信噪比评估流程，节约了资源；并且，分别利用所述鉴频信号和所述第一扫频电压的电压点的对应关系和所述压控信号和所述第二扫频电压的电压点的对应关系两者计算信噪比，提高了原子钟的信噪比的准确度。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。·图I是本技术实施例中提供的原子钟的结构示意图；图2是本技术实施例I中提供的一种原子钟信噪比测量装置的结构示意图；图3是本技术实施例2中提供的一种原子钟信噪比测量装置的结构示意图；图4是本技术实施例2中提供的原子钟的物理系统的结构示意图；图5是本技术实施例2中提供的绘制的吸收曲线的示意图；图6是本技术实施例2中提供的绘制的鉴频曲线的示意图。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术实施方式作进一步地详细描述。为便于对本技术实施例中所述装置和方法的理解，首先对原子钟的构成进行介绍。参见图1，原子钟包括压控晶体振荡器I、隔离放大器6、综合器2、伺服环路3、微波倍混频4、物理系统5。压控晶体振荡器I的输出信号经综合器2的综合作用，再经微波倍混频4倍频混频后得到一个微波探询信号。物理系统5对微波探询信号进行鉴频，通过物理系统5中光电池得到鉴频信号。鉴频信号经伺服环路3的锁相处理后得到对压控晶体振荡器I进行压控的纠偏电压，从而将压控晶体振荡器I输出频率锁定到原子共振吸收线的峰点上。基于此，本技术实施例中提供了一种原子钟信噪比测量装置，描述如下。实施例I参见图2，本技术实施例I提供了一种原子钟信噪比测量装置，该装置具体包括第一模数采样单元101、第二模数采样单元102和主控单元103。其中，第一模数采样单元101，用于采集物理系统5在未经调制的微波探询信号作用下输出的鉴频信号。其中，第二模数采样单元102，用于采集物理系统5在调制后的微波探询信号作用下输出的鉴频信号经伺服环路3锁相后的压控信号。其中，主控单元103，用于输出第一扫频电压和第二扫频电压至压控晶体振荡器1，以使压控晶体振荡器I输出变化的频率；并根据鉴频信号和第一扫频电压的电压点的对应关系、以及压控信号和第二扫频电压的电压点的对应关系，计算原子钟的信噪比。具体地，该未经调制的微波探询信号由压控晶体振荡器I的输出信号和综合器2输出的单频信号两者经微波倍混频电路4处理后产生；该调制后的微波探询信号由压控晶体振荡器I的输出信号和综合器2输出的键控调频信号两者经微波倍混频电路4处理后产生。本技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是通过第一模数采样单元，用于采集所述物理系统在未经调制的微波探询信号作用下输出的鉴频信号；第二模数采样单元，用于采集所述物理系统在调制后的微波探询信号作用下输出的鉴频信号经所述伺服环路锁相后的压控信号；主控单元，用于输出第一扫频电压和第二扫频电压至所述压控晶体振荡器，以使所述压控晶体振荡器输出频率变化的信号；并根据所述鉴频信号和所述第一扫频电压的电压点的对应关系、以及所述压控信号和所述第二扫频电压的电压点的对应关系，计算所述原子钟的信噪比；使得利用原子钟本来的电子线路完成信噪比的评估，简化 了信噪比评估流程，节约了资源；并且，分别利用所述鉴频信号和所述第一扫频电压的电压点的对应关系和所述压控信号和所述第二扫频电压的电压点的对应关系两者计算信噪比，提高了原子钟的信噪比的准确度。实施例2参见图3，本技术实施例2提供了一种原子钟信噪比测量装置，该装置包括第一模数采样单元201、第二模数采样单元202和主控单元203。其中，第一模数采样单元201分别与物理系统5和主控单元203连接，用于采集物理系统5在未经调制的微波探询信号作用下输出的鉴频信号。该未经调制的微波探询信号由压控晶体振荡器I的输出信号和综合器2输出的单频信号两者经微波倍混频电路4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种原子钟信噪比测量装置，所述原子钟包括压控晶体振荡器、综合器、伺服环路、微波倍混频电路和物理系统，其特征在于，所述装置包括：用于采集所述物理系统在未经调制的微波探询信号作用下输出的鉴频信号的第一模数采样单元、用于采集所述物理系统在调制后的微波探询信号作用下输出的鉴频信号经所述伺服环路锁相后的压控信号的第二模数采样单元和用于输出第一扫频电压和第二扫频电压至所述压控晶体振荡器，以使所述压控晶体振荡器输出频率变化的信号；并根据所述鉴频信号和所述第一扫频电压的电压点的对应关系、以及所述压控信号和所述第二扫频电压的电压点的对应关系，计算所述原子钟的信噪比的主控单元；所述未经调制的微波探询信号为所述压控晶体振荡器的输出信号和所述综合器输出的单频信号两者经所述微波倍混频电路处理后产生的信号；所述调制后的微波探询信号为所述压控晶体振荡器的输出信号和所述综合器输出的键控调频信号两者经所述微波倍混频电路处理后产生的信号。

【技术特征摘要】

【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：实用新型
国别省市：