[发明专利]一种时间标准设备的控制方法及时间标准设备

说明书

技术领域

本发明涉及时间标准技术领域，特别涉及一种时间标准设备的控制方法及时间标准设备。

背景技术

原子频标是提供标准频率和时间的设备，即时间标准设备。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：

温度的变化对压控晶振的输出频率影响较大，由于原子频标每次通电时所处的温度都不一样，导致压控晶振的输出频率每次也不一样。而原子频标中倍频次数等参数都是严格按照理论计算得到的，压控晶振的输出频率的大范围改变，将有可能导致伺服模块无法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。

发明内容

为了解决现有技术无法将频率锁定在原子基态超精细0-0中心频率上的问题，本发明实施例提供了一种时间标准设备的控制方法及时间标准设备。所述技术方案如下：

一方面，本发明实施例提供了一种时间标准设备的控制方法，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；

温度测量电路获取时间标准设备工作环境的温度；

全球定位系统GPS接收机接收GPS信号；

频率比较模块比较所述原始频率信号与所述GPS信号，获得所述原始频率信号与所述GPS信号的频率差；

所述伺服模块根据所述温度和所述频率差，产生第二纠偏电压作用于所述压控晶振；

所述伺服模块根据所述温度和所述频率差，产生第二纠偏电压作用于所述压控晶振，包括：

所述伺服模块根据所述温度和所述频率差，计算修正频率；

所述伺服模块按照所述修正频率和设定的压控晶振的压控斜率值，产生第二纠偏电压作用于所述压控晶振；

所述伺服模块根据所述温度和所述频率差，计算修正频率包括：

所述伺服模块按照如下公式(1)-(4)计算修正频率b：

其中，f_i为t_i时的计算结果，为t_i时的频率差，w为设定的温度系数，为t_i时的温度，t_i为第i个计算周期，i＝1，2，…，n，n为计算周期总数，为所有计算周期的平均值，为所有计算结果的平均值。

在本发明一种可能的实现方式中，所述控制方法还包括：

所述伺服模块根据所述计算周期总数和设定的压控晶振的漂移数据，获取压控晶振的漂移值；

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。

可选地，所述伺服模块根据所述计算周期总数和设定的压控晶振的漂移数据，获取压控晶振的漂移值，包括：

所述伺服模块对设定的压控晶振的漂移数据按照所述计算周期划分，得到与所述计算周期一一对应的漂移值；

所述伺服模块根据所述计算周期总数和所述漂移值，确定压控晶振的漂移值。

另一方面，本发明实施例提供了一种时间标准设备，所述时间标准设备包括：

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；

温度测量电路，用于获取时间标准设备工作环境的温度；