[发明专利]一种时间设备的控制方法及时间设备

说明书

技术领域

本发明涉及原子频标技术领域，特别涉及一种时间设备的控制方法及时间设备。

背景技术

原子频标是提供标准频率和时间的设备。铷原子频标因其具有体积小、低功耗和较好的抗恶劣环境的能力，而成为应用最广泛的一种原子频标。它同时具有较好的指标，能满足绝大多数军用和民用工程的需要，具体可用于预警机、战机、电子对抗、第三代移动通信技术网络和电力监控等工程领域。

现有的原子频标包括压控晶振、物理系统、电子线路、以及伺服模块。其中，压控晶振用于输出原始频率信号；电子线路用于对原始频率信号进行倍频和混频，产生微波探询信号；物理系统用于对微波探询信号进行鉴频，产生光检信号；伺服模块用于对光检信号进行选频放大、方波整形、以及同步鉴相，产生纠偏电压作用于压控晶振，以调整压控晶振的输出频率；通过上述结构单元，最终将压控晶振的输出频率锁定在原子基态超精细0-0中心频率上。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

伺服模块只是根据光检信号调整压控晶振的输出频率，准确度和稳定度还有待提高。

发明内容

为了解决现有技术准确度和稳定度还有待提高的问题，本发明实施例提供了一种时间设备的控制方法及时间设备。所述技术方案如下：

一方面，本发明实施例提供了一种时间设备的控制方法，所述控制方法包括：

压控晶振输出原始频率信号；

电子线路对所述原始频率信号进行倍频和混频，产生微波探询信号；

物理系统对所述微波探询信号进行鉴频，产生光检信号；

伺服模块对所述光检信号进行选频放大、方波整形、以及同步鉴相，产生第一纠偏电压作用于所述压控晶振；

全球定位系统GPS接收机接收GPS秒脉冲信号，对所述GPS秒脉冲信号进行倍频，得到GPS同步信号；

直接数字式频率合成器DDS分频模块将所述原始频率信号分频为与所述GPS同步信号频率相等的频率信号；

相位累积模块在所述GPS秒脉冲信号为高电平时，对所述GPS同步信号与分频后的信号之间的相位差进行累加；

所述伺服模块根据累加后的所述相位差，产生第二纠偏电压作用于所述压控晶振；

所述相位累积模块在所述GPS秒脉冲信号为高电平时，对所述GPS同步信号与分频后的信号之间的相位差进行累加，包括：

所述相位累积模块以所述GPS秒脉冲信号的高电平开始后分频后的信号的第一个上升沿为起点，所述高电平结束后分频后的信号的第一个上升沿为终点，对所述GPS同步信号与分频后的信号之间的相位差进行累加；

所述伺服模块根据所述相位差，产生第二纠偏电压作用于所述压控晶振，包括：

所述伺服模块将2*π除以累加后的所述相位差为0时的所述GPS秒脉冲信号的高电平从开始到结束的次数与所述GPS秒脉冲信号的高电平从开始到结束的时间相乘的结果，得到所述GPS同步信号与所述分频后的信号之间的频率差；

所述伺服模块将所述频率差除以设定的压控晶振的压控斜率值的结果作为电压值，产生所述电压值的第二纠偏电压作用于所述压控晶振。

在本发明一种可能的实现方式中，所述控制方法还包括：

当所述伺服模块上一次作用于所述压控晶振的总电压与本次产生的所述第一纠偏电压的值之和超过设定的范围时，所述伺服模块本次将上一次作用于所述压控晶振的总电压作用于所述压控晶振；

当所述伺服模块上一次作用于所述压控晶振的总电压为与本次产生的所述第一纠偏电压的值之和在所述设定的范围内时，所述伺服模块本次将上一次作用于所述压控晶振的总电压与本次产生的所述第一纠偏电压同时作用于所述压控晶振。

在本发明又一种可能的实现方式中，所述控制方法还包括：

所述伺服模块每隔设定的时间根据设定的压控晶振的漂移数据，获取当前时间对应的压控晶振的漂移值；

所述伺服模块根据所述漂移值，产生第三纠偏电压作用于所述压控晶振。

另一方面，本发明实施例提供了一种时间设备，所述时间设备包括：

压控晶振，用于输出原始频率信号；

电子线路，用于对所述原始频率信号进行倍频和混频，产生微波探询信号；

物理系统，用于对所述微波探询信号进行鉴频，产生光检信号；

伺服模块，用于对所述光检信号进行选频放大、方波整形、以及同步鉴相，产生第一纠偏电压作用于所述压控晶振；