[实用新型]用于铷原子频标的伺服电路及铷原子频标

说明书

技术领域

本实用新型涉及原子频标领域，特别涉及一种用于铷原子频标的伺服电路及铷原子频标。

背景技术

原子频标是一种具有优良稳定度和准确度的频率源，已广泛应用于卫星的定位、导航和通信、仪器仪表以及天文等领域。而铷原子频标因其具有体积小、重量轻、功耗低、成本低等优势而成为目前应用最为广泛的原子频标。铷原子频标一般包括物理系统和电子线路两部分。其中，电子线路主要包括压控晶振、综合器、倍频器、混频器和伺服电路。该伺服电路用于根据所述物理系统输出的量子鉴频信号控制压控晶体振荡器的输出频率，从而将压控晶振的输出频率锁定在院子共振吸收峰上。

传统的伺服电路为模拟伺服电路，一般是以模拟乘法器为基础，采用场效应管组成的开关式相敏检波电路。光检信号经滤波取出基波信号，然后与参考信号在模拟乘法器中相乘，模拟乘法器输出信号通过低通滤波器，滤掉高频信号后即得到前述纠偏电压。

在实现本实用新型的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

模拟伺服电路中由于使用的场效应管为有源器件，其参数易受环境因素变化的影响；且使用的模拟乘法器容易受到幅度噪声的影响，其得到的纠偏电压存在一定误差；此外，模拟伺服电路的电路结构也比较复杂。

实用新型内容

为了提高伺服电路输出的纠偏电压的精确度并简化伺服电路的结构，本实用新型实施例提供了一种用于铷原子频标的伺服电路及铷原子频标。所述技术方案如下：

一方面，本实用新型实施例提供了一种用于铷原子频标的伺服电路，其包括用于对所述铷原子频标的物理系统的输出信号进行采样的模数转换电路、用于为所述模数转换电路进行采样提供同步参考信号并根据所述模数转换电路输出的采样信号计算纠偏电压的主控模块、和用于将所述主控模块计算出的纠偏电压输出到所述铷原子频标的压控晶振的数模转换电路；所述主控模块分别与所述铷原子频标的压控晶振、所述模数转换电路和所述数模转换电路相连。

进一步地，所述主控模块包括：用于为所述模数转换电路进行采样提供同步参考信号的同步参考信号产生单元、用于对所述模数转换电路输出的采样信号进行多次累加平均的累加平均单元、和用于计算所述累加平均单元输出的前后两次电压值的差值的纠偏电压计算单元，所述同步参考信号产生单元分别与所述压控晶振和所述模数转换电路相连；所述累加平均单元分别与所述纠偏电压计算单元和所述模数转换电路相连；所述纠偏电压计算单元与所述数模转换电路相连。

具体地，所述主控模块为微处理器。

具体地，所述模数转换电路为16位模数转换芯片。

具体地，所述数模转换电路为20位数模转换芯片。

具体地，所述纠偏电压的范围为0～10V。

另一方面，本实用新型实施例还提供了一种铷原子频标，其包括物理系统和电子线路，所述电子线路包括伺服电路、压控晶振、混频器、倍频器和综合器；所述压控晶振分别与所述伺服电路、所述综合器和所述倍频器相连；所述倍频器与所述混频器相连；所述混频器分别与所述综合器和所述物理系统相连；所述物理系统与所述伺服电路相连，其特征在于，所述伺服电路为前述的用于铷原子频标的伺服电路。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：所述伺服电路采用了数字芯片实现量子鉴频信号的采集，微处理器可以方便地调整同步参考信号的相位，使量子鉴频信号采集点方便调节，更真实地获得的压控纠偏电压；这样，能够减少伺服电路输出的误差，提高纠偏电压的精确度并简化伺服电路的结构。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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1是本实用新型实施例1提供的一种用于铷原子频标的伺服电路结构示意图；

图2是本实用新型实施例1提供的一种用于铷原子频标的伺服电路的主控模块结构示意图；

图3是本实用新型实施例1提供的一种用于铷原子频标的伺服电路产生纠偏电压的工作原理示意图；

图4是本实用新型实施例2提供的一种铷原子频标的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

实施例1