[发明专利]一种原子频标仿真方法和仿真器

权利要求书

1.一种原子频标仿真方法，其特征在于，包括：

获取仿真参数，所述仿真参数包括原子吸收谱线的线高、线宽、微波探询信号中的调制信号的载波角频率、调频频率和调频频率的最大频偏；以及

根据所述仿真参数得到量子系统的鉴频斜率，所述鉴频斜率根据公式其中Kr表示量子系统的鉴频斜率，为微波探询信号中的调制信号的载波角频率，为调频频率，″_m为调频频率的最大频偏，为原子跃迁频率，为线宽，S₀为线高。

2.一种原子频标仿真器，由压控晶体振荡器模块、微波探询信号产生模块、量子系统模块和伺服环路模块对应的仿真模型依次首尾相连而成，其特征在于，所述量子系统模块的仿真模型根据以下公式建立：

其中Kr表示量子系统的鉴频斜率，为微波探询信号中的调制信号的载波角频率，为调频频率，″_m为调频频率的最大频偏，为原子跃迁频率，为线宽，S₀为线高。

3.根据权利要求2所述的原子频标仿真器，其特征在于，所述微波探询信号产生模块的仿真模型包括倍频增益仿真单元和综合调制仿真单元，所述倍频增益仿真单元与压控晶体振荡器模块仿真模型的输出端相连，所述综合调制仿真单元的输出端与所述倍频增益仿真单元的输出端通过加法器相连。

4.根据权利要求2所述的原子频标仿真器，其特征在于，所述伺服环路模块包括：

前置放大单元，用于对所述量子系统模块的输出信号进行放大；

选频放大单元，用于对所述前置放大单元的输出信号进行选频，以输出与调制信号同频的信号；

同步鉴相单元，用于完成所述选频放大单元输出信号与调制参考信号的同步鉴相，以得到量子纠偏信号。

5.根据权利要求4所述的原子频标仿真器，其特征在于，所述前置放大单元包括所述前置放大单元包括多个电阻(R1、R2、Rf1、Rf2、Rk、R11、R12)和三个运算放大器(A1、A2、A3)，其中，电阻(R1)串联在光电池与运算放大器(A1)的同相输入端之间，电阻(R2)串联在光电池与运算放大器(A2)的同相输入端之间，电阻(Rk)串联在运算放大器(A1、A2)的反相输入端之间，所述运算放大器(A1)的输出端串联一个电阻(R11)后与运算放大器(A3)的反相输入端相连，所述运算放大器(A2)的输出端串联一个电阻(R11)后与运算放大器(A3)的同相输入端相连，运算放大器(A3)的输出端与所述选频放大单元的输入端相连，所述运算放大器(A1、A2、A3)的输出端和各自的反相输入端之间分别串联有电阻(Rf1、Rf2、R12)。

6.根据权利要求4所述的原子频标仿真器，其特征在于，所述前置放大单元包括多个电阻(R4、R5、R41、R42、R51、R52)、两个运算放大器(A4、A5)和多个电容(C41、C42、C51、C52)，其中，电阻(R4)串联在所述前置放大单元的输出端和运算放大器(A4)的同相输入端之间，电阻(R42)与电容(C42)并联后串联在运算放大器的反相输入端和输出端之间，电阻(R41)和电容(C41)串联后连接在运算放大器(A4)的反相输入端和地之间，电阻(R52)与电容(C52)并联后串联在运算放大器(A5)的反相输入端和输出端之间，电阻(R51)和电容(C51)串联后连接在运算放大器(A5)的反相输入端和地之间。

7.根据权利要求4所述的原子频标仿真器，其特征在于，所述前置放大单元包括运算放大器(A6)、同步鉴相芯片和多个电容(C61～C64)和电阻(R61～R67)，其中，多个电容(C61～C64)串联在运算放大器(A6)的反相输入端与所述选频放大单元的输出端之间，相邻两电容的连接点与地之间分别串联有一个电阻(R61～R63)，电容(C61)与电容(C62)的连接点与运算放大器(A6)的反相输入端之间串联一电阻(R64)，运算放大器(A6)的输出端与所述同步鉴相芯片的输入端相连、且依次串联电阻(R65)和(R67)后接地，运算放大器(A6)的同相输入端串联电阻(R66)后与所述电阻(R67)串联。