專利名稱：一種新型微波原子鐘系統的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于原子頻標技術領域，特別涉及一種新型微波原子鐘系統。
背景技術：
原子頻標以其穩定的頻率值輸出作為一個時基標準已經廣泛地應用于諸多領域，但是工作環境溫度的變化，會對原子頻標內部物理系統以及電子線路造成致命的影響，最終造成原子頻標整機輸出信號頻率的不穩定。在這方面人們通過許多方法來克服這方面的影響:例如將原子頻標放置在一個恒溫環境下工作，或是通過內部參數來補償溫度變化造成的輸出信號頻率值不穩定的影響。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是從原子頻標系統設計本身入手，提供一種當外界因素改變時能夠實現輸出穩定頻率信號的新型微波原子鐘系統。為解決上述技術問題，本實用新型提供了一種新型微波原子鐘系統，包括:第一原子頻標單元、第二原子頻標單元、混頻單元、濾波單元、計數單元及DDS修正單元。所述第一原子頻標單元依次與所述計數單元、所述混頻單元連接；所述第二原子頻標單元依次與所述計數單元、所述DDS修正單元連接；所述混頻單元依次與所述DDS修正單元、濾波單元連接；所述計數單元與所述DDS修正單元連接。進一步地，所述DDS修正單元包括:中央處理器、DDS芯片；所述中央處理器依次與所述計數單元、所述DDS芯片連接；所述DDS芯片依次與所述第二原子頻標單元、所述混頻單元連接。進一步地，所述第一原子頻標單元、所述第二原子頻標單元具有相同的溫度系數。進一步地，所述第一原子頻標單元的短期頻率穩定度優于所述第二原子頻標單元的短期頻率穩定度。進一步地，所述第一原子頻標單元的長期頻率穩定度優于所述第二原子頻標單元的長期頻率穩定度。進一步地，經所述DDS修正單元修正后的M、N數值關系是:M=2N。進一步地,所述計數單元是走時計數器。進一步地，所述混頻單元是混頻器。進一步地，所述濾波單元是濾波器。本實用新型提供的一種新型微波原子鐘系統，其特征在于，包括:第一原子頻標單元、第二原子頻標單元、混頻單元、濾波單元、計數單元及DDS修正單元。第一原子頻標單元依次與計數單元、混頻單元連接；第二原子頻標單元依次與計數單元、DDS修正單元連接；混頻單元依次與DDS修正單元、濾波單元連接；計數單元與DDS修正單元連接。其中，計數單元在第一原子頻標單元的參考時鐘下對第一原子頻標單元進行頻率計數獲得頻率值M，對第二原子頻標單元進行頻率計數獲得頻率值N ；DDS修正單元在第二原子頻標單元的參考時鐘下對所述M、N數值關系進行修正并將修正后的M、N傳輸至混頻單元；進而傳輸至濾波單元。本實用新型實現了當外界因素改變時仍能輸出穩定的頻率信號。同時，本實用新型具有結構簡單、易操作、準確度高的特點。
圖1為本實用新型實施例提供的一種新型微波原子鐘系統原理結構框圖。其中，201-第一原子頻標單元，202-第二原子頻標單元，203-混頻單元，204-濾波單元，205-計數單元，206-DDS修正單元。
具體實施方式
以下結合附圖，對本實用新型提供的具體實施方式
作進一步詳細說明。參見圖1，本實用新型實施例提供的一種新型微波原子鐘系統，包括:第一原子頻標單元201、第二原子頻標單元202、混頻單元203、濾波單元204、計數單元205及DDS修正單元206。其中，第一原子頻標單元201依次與計數單元205、混頻單元203連接。第二原子頻標單元202依次與計數單元205、DDS修正單元206連接。混頻單元203依次與DDS修正單元206、濾波單元204連接。計數單元205與DDS修正單元206連接。本實施例中，計數單元205在第一原子頻標單元201的參考時鐘下對第一原子頻標單元201進行頻率計數獲得頻率值M，同時對第二原子頻標單元202進行頻率計數獲得頻率值N。DDS修正單元206在第二原子頻標單元202的參考時鐘下對M、N數值關系進行修正。DDS修正單元206將修正后的M、N傳輸至混頻單元203進行混頻處理。混頻單元203將混頻處理后所獲得頻率值F傳輸至濾波單元204進行濾波處理。最終將經濾波單元204濾波處理后的信號輸出。本實施例中，DDS修正單元206包括:中央處理器、DDS芯片。其中，中央處理器依次與計數單元205、DDS芯片連接，用于根據從計數單元獲得M、N的頻率值來決定修正值的大小并送至DDS芯片內部的頻率寄存器。DDS芯片依次與第二原子頻標單元202、混頻單元203連接，用于在第二原子頻標單元202的參考時鐘下，根據中央處理器所決定的修正值對DDS芯片內部頻率寄存器值進行修正，進而輸出合適的頻率信號至混頻單元203進行混頻處理。本實施例中，第一原子頻標單元201、第二原子頻標單元202具有相同的溫度系數。即外界工作環境溫度的變化造成的整機輸出信號頻率變化值大小和方向均相同。同時，第一原子頻標單元201除溫度性能外的其它性能優于第二原子頻標單元202。優選地，第一原子頻標單元201的短期頻率穩定度優于第二原子頻標單元202的短期頻率穩定度。優選地，第一原子頻標單元201的長期頻率穩定度優于第二原子頻標單元202的長期頻率穩定度。本實施例中，經DDS修正單元206修正后的M、N數值關系是:M=2N。具體操作方法如:修正前M=20.000000MHz，N=I0.001000MHz (M、N的小數位與DDS芯片位數有關，例如AD9852其內部有48位頻率寄存器，其頻率分辨率可達248，對于IOMHz的頻率信號而言，可分辨為3.6X 10_8Hz)。本實施例中要求M是N的2倍，因此中央處理器在訪問計數單元205所獲得M、N值的前提下，發送具體修正值至DDS芯片中，使其在第二原子頻標單元202輸出頻率信號N (10.001000MHz)參考下輸出修正后頻率值N ‘=10.000000MHz的頻率信號至混頻單元203，以保證在混頻單元203處M是N的2倍。優選地，混頻單元203是混頻器。優選地，濾波單元204是濾波器。優選地,計數單元205是走時計數器。下面通過理論分析，證明當外界因素改變時本實用新型實施例提供的一種新型微波原子鐘系統能夠實現輸出頻率值穩定。分析證明:在本實施例提供的一種新型微波原子鐘系統中，設:
權利要求1.一種新型微波原子鐘系統，其特征在于，包括:第一原子頻標單元、第二原子頻標單元、混頻單元、濾波單元、計數單元及DDS修正單元； 所述第一原子頻標單元依次與所述計數單元、所述混頻單元連接； 所述第二原子頻標單元依次與所述計數單元、所述DDS修正單元連接； 所述混頻單元依次與所述DDS修正單元、濾波單元連接； 所述計數單元與所述DDS修正單元連接。
2.根據權利要求1所述新型微波原子鐘系統，其特征在于，所述DDS修正單元包括:中央處理器、DDS芯片； 所述中央處理器依次與所述計數單元、所述DDS芯片連接； 所述DDS芯片依次與所述第二原子頻標單元、所述混頻單元連接。
3.根據權利要求2所述新型微波原子鐘系統，其特征在于: 所述第一原子頻標單元、所述第二原子頻標單元具有相同的溫度系數。
4.根據權利要求3所述新型微波原子鐘系統，其特征在于: 所述第一原子頻標單元的短期頻率穩定度優于所述第二原子頻標單元的短期頻率穩定度。
5.根據權利要求3所述新型微波原子鐘系統，其特征在于: 所述第一原子頻標單元的長期頻率穩定度優于所述第二原子頻標單元的長期頻率穩定度。
6.根據權利要求1-5任一項所述新型微波原子鐘系統，其特征在于: 經所述DDS修正單元修正后的M、N數值關系是:M=2N。
7.根據權利要求6所述新型微波原子鐘系統，其特征在于: 所述計數單元是走時計數器。
8.根據權利要求7所述新型微波原子鐘系統，其特征在于: 所述混頻單元是混頻器。
9.根據權利要求8所述新型微波原子鐘系統，其特征在于: 所述濾波單元是濾波器。
專利摘要本實用新型公開了一種新型微波原子鐘系統，其特征在于，包括第一原子頻標單元、第二原子頻標單元、混頻單元、濾波單元、計數單元及DDS修正單元。第一原子頻標單元依次與計數單元、混頻單元連接；第二原子頻標單元依次與計數單元、DDS修正單元連接；混頻單元依次與DDS修正單元、濾波單元連接；計數單元與DDS修正單元連接。其中，計數單元對第一原子頻標單元進行頻率計數獲得頻率值M，對第二原子頻標單元進行頻率計數獲得頻率值N；DDS修正單元在第二原子頻標單元的參考時鐘下對所述M、N數值關系進行修正并將修正后的M、N傳輸至混頻單元；進而傳輸至濾波單元。本實用新型實現了當外界因素改變時仍能輸出穩定的頻率信號。
文檔編號H03L7/26GK203086445SQ201220701218
公開日2013年7月24日 申請日期2012年12月17日 優先權日2012年12月17日
發明者雷海東 申請人:江漢大學