[发明专利]原子频标频率修正方法、装置及原子频标

说明书

技术领域

本发明涉及原子钟领域，特别涉及一种原子频标频率修正方法、装置及原子频标。

背景技术

被动型原子频标主要包括压控晶振、电子线路和量子系统三大部分；其中，压控晶振输出的信号经电子线路的处理产生微波探询信号，该微波探询信号作用于量子系统后，产生量子鉴频信号；电子线路将该量子鉴频信号与参考信号进行同步鉴相，产生纠偏电压作用于压控晶振，从而改变压控晶振的输出，进而将压控晶振输出锁定于原子基态超精细0-0中心频率上。

而随着原子频标技术的发展，如何同时保证原子频标输出频率的长期稳定度和短期稳定度成了当前研究的重点问题。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种原子频标频率修正方法、装置及原子频标。所述技术方案如下：

本发明实施例提供了一种原子频标频率修正方法，所述方法包括：

获取GPS信号，所述GPS信号为秒脉冲信号；

获取本地参考源输出的参考信号和原子频标的压控晶振输出的频率信号；

对所述频率信号进行N分频，得到分频信号，N为大于1的整数；

采用所述GPS信号的秒脉冲作为参考对所述分频信号和所述参考信号中的脉冲个数进行计数，得到一秒内所述分频信号中的脉冲个数N1和一秒内所述参考信号中的脉冲个数N2，N1和N2为正整数；

根据一秒内所述分频信号中的脉冲个数N1和一秒内所述参考信号中的脉冲个数N2计算所述压控晶振的频率值；

根据所述压控晶振的频率值和所述原子频标的设定输出，计算压控修正电压并输出到所述压控晶振上；

所述采用所述GPS信号的秒脉冲作为参考对所述分频信号和所述参考信号中的脉冲个数进行计数，包括：

当所述GPS信号进入高电平后且所述分频信号出现第一个上升沿时，开始对所述分频信号中的脉冲个数进行计数；

当所述GPS信号进入低电平后且所述分频信号出现第一个上升沿时，停止对所述分频信号中的脉冲个数进行计数，得到所述分频信号中的脉冲个数N1。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述采用所述GPS信号的秒脉冲作为参考对所述分频信号和所述参考信号中的脉冲个数进行计数，包括：

将所述分频信号和所述参考信号分别送入与非门阵列的非门和与门中，所述与非门阵列的每一列包括M个非门和一个与门，且每一列非门个数不等，M大于0且为偶数；

当所述GPS信号进入高电平后且所述分频信号出现第一个上升沿时，开始对所述参考信号中的脉冲个数进行计数，并记录开始计数后第一个输出为1的与门所在列的非门个数M1，M1大于0且为偶数；

当所述GPS信号进入低电平后且所述分频信号出现第一个上升沿时，停止对所述参考信号中的脉冲个数进行计数，得到所述参考信号中的脉冲个数N20，并记录停止计数后第一个输出为1的与门所在列的非门个数M2，N20为正整数，M2大于0且为偶数；

根据检测到的非门个数M1和M2以及每个非门代表的时间t，计算开始计数时间偏差值Δt1和停止计数时间偏差值Δt2，t、Δt1和Δt2均大于0；

根据所述参考信号中一个脉冲的时间长度，将所述Δt1和Δt2转化为所述参考信号中的脉冲个数N21和N22，N21和N22为正整数；

采用N20-N21+N22计算出N2。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述根据一秒内所述分频信号中的脉冲个数N1和一秒内所述参考信号中的脉冲个数N2计算所述压控晶振的频率值，包括：

采用以下公式计算所述压控晶振的频率值：

f_x为所述压控晶振的频率值，f₀为所述参考信号的频率值。

另一方面，本发明实施例还提供了一种原子频标频率修正装置，所述装置包括：

本地参考源，用于提供参考信号；

GPS模块，用于获取GPS信号，所述GPS信号为秒脉冲信号；

接收模块，用于获取所述本地参考源输出的参考信号和所述原子频标的压控晶振输出的频率信号；

分频模块，用于对所述频率信号进行N分频，得到分频信号，N为大于1的整数；

计数模块，用于采用所述GPS信号的秒脉冲作为参考对所述分频信号和所述参考信号中的脉冲个数进行计数，得到一秒内所述分频信号中的脉冲个数N1和一秒内所述参考信号中的脉冲个数N2，N1和N2为正整数；