本实用新型专利技术涉及被动型铷原子钟设计技术领域，具体地说，涉及一种完整的被动型铷原子钟设计装置。其包括微控制器、卫星时间同步模块、测试系统、频率漂移修正模块、运行可靠性监测模块和部件参数大数据建模。本实用新型专利技术中通过VCXO分频信号与GPS秒脉冲信号做对比，以对频率的偏差检测，另外铷原子频标整机频率输出信号经隔离放大器后，一路用作输出用，另一路送至频率漂移、稳定度测试仪中，与高稳时钟信号做对比，得出原始频差，然后利用微控制器实现对频率的偏差修正的控制。现对频率的偏差修正的控制。现对频率的偏差修正的控制。
【技术实现步骤摘要】
一种完整的被动型铷原子钟设计装置
[0001]本技术涉及被动型铷原子钟设计
，具体地说，涉及一种完整的被动型铷原子钟设计装置。
技术介绍
[0002]随着我国航空领域的发展，几乎每年多会有数颗人造地球卫星升上太空，并且对人造地球卫星的发射系统、导航、运载火箭导航、导弹系统、无线通讯、电视转播、收发分置雷达、GPS等空间技术的发展对所采用频率与时间基准的长、短期准确度和稳定性要求越来越高。
[0003]由于铷辐射频率具有长时间的稳定性，被动型铷原子的共振频率被频率标准确定为基准频率，用作频率标准和时间标准的铷原子频标具有低漂移、高稳定性、抗辐射、体积小、重量轻、功耗低等特点，准确度极高的被动型铷原子钟，在370万年中的走时误差不超过1s。
[0004]但被动型铷原子输出的1pps信号，是由铷振荡器频率信号分频得到的，并且同步于GPS输出的UTC时间，但在同步过程中会出现跳频现象，可能会出现频率的偏差，但无法对偏差进行同步检测和及时修正。
技术实现思路
[0005]本技术的目的在于提供一种完整的被动型铷原子钟设计装置，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为实现上述目的，本技术提供一种完整的被动型铷原子钟设计装置，包括微控制器、卫星时间同步模块、测试系统、频率漂移修正模块、运行可靠性监测模块和部件参数大数据建模，其中：
[0007]微控制器与卫星时间同步模块连接；卫星时间同步模块的输出端与测试系统连接；测试系统的输出端与频率漂移修正模块连接；频率漂移修正模块的输出端与运行可靠性监测模块连接；运行可靠性监测模块的输出端与部件参数大数据建模连接。
[0008]作为本技术方案的进一步改进，所述测试系统包括场强测试模块和稳定度测试模块；场强测试模块的输入端与所述卫星时间同步模块连接；场强测试模块的输出端与稳定度测试模块连接；场强测试模块和稳定度测试模块均与微控制器双向连接；稳定度测试模块的输出端与频率漂移修正模块连接。
[0009]作为本技术方案的进一步改进，所述卫星时间同步模块包括温度补偿模块、晶体震荡模块、DDS分频模块、GPS接收模块、量子系统、鉴相器和短稳模块，其中：
[0010]晶体震荡模块的输入端与微控制器连接，并且晶体震荡模块的输出端经过隔离放大器将频率信号输出至DDS分频模块和短稳模块，以通过短稳模块将信号传输至量子系统；DDS分频模块的输出端与鉴相器连接；鉴相器的输出端与晶体震荡模块连接；鉴相器的输入端与GPS接收模块连接；晶体震荡模块的输入端还与温度补偿模块双向连接。
[0011]作为本技术方案的进一步改进，所述短稳模块包括VCXO、时间修正模块、伺服模块和压控修正模块，其中：
[0012]VCXO的输出端与量子系统连接形成传统电子线路；量子系统的输出端与伺服模块连接；伺服模块的输出端和输入端分别与压控修正模块和时间修正模块连接；压控修正模块的输出端与VCXO连接；VCXO的输出端还与时间修正模块连接；时间修正模块的输入端还与GPS接收模块连接。
[0013]作为本技术方案的进一步改进，所述场强测试模块包括光场测试模块、微波场测试模块、磁场测试模块、温度场测试模块和电场测试模块。
[0014]作为本技术方案的进一步改进，所述频率漂移修正模块包括频率漂移稳定度测试仪、铷原子频标物理系统、磁场恒流源驱动模块和D/A转换器。
[0015]与现有技术相比，本技术的有益效果：通过VCXO分频信号与GPS秒脉冲信号做对比，以对频率的偏差检测，另外铷原子频标整机频率输出信号经隔离放大器后，一路用作输出用，另一路送至频率漂移、稳定度测试仪中，与高稳时钟信号做对比，得出原始频差，然后利用微控制器实现对频率的偏差修正的控制。
附图说明
[0016]图1为本技术的一种完整的被动型铷原子钟设计装置模块框图；
[0017]图2为本技术的晶体震荡模块模块框图；
[0018]图3为本技术的温度补偿模块电路示意图其一；
[0019]图4为本技术的温度补偿模块电路示意图其二；
[0020]图5为本技术的DDS分频模块模块框图；
[0021]图6为本技术的VCXO修正模模块框图其一；
[0022]图7为本技术的VCXO修正模模块框图其二；
[0023]图8为本技术的VCXO频率信号及GPS秒脉冲对比示意图；
[0024]图9为本技术的原子钟同步模块框图；
[0025]图10为本技术的VCXO分频信号、GPS秒脉冲以及本地参考源信号对比示意图其一；
[0026]图11为本技术的VCXO分频信号、GPS秒脉冲以及本地参考源信号对比示意图其二；
[0027]图12为本技术的VCXO分频信号和本地参考源信号电路示意图；
[0028]图13为本技术的铷原子频标模块框图；
[0029]图14为本技术的检测信号函数图；
[0030]图15为本技术的光谱灯电路示意图；
[0031]图16为本技术的磁场和中心频率函数图；
[0032]图17为本技术的伺服电路示意图；
[0033]图18为本技术的光检信号高、低电平的转换示意图；
[0034]图19为本技术的微波功率函数图其一；
[0035]图20为本技术的微波功率函数图其二；
[0036]图21为本技术的负反馈恒流源电路示意图。
具体实施方式
[0037]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0038]请参阅图1
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图21，本技术提供技术方案：
[0039]本技术提供一种完整的被动型铷原子钟设计装置，包括微控制器、卫星时间同步模块、测试系统、频率漂移修正模块、运行可靠性监测模块和部件参数大数据建模，其中：
[0040]请参阅图2所示，微控制器与卫星时间同步模块连接；卫星时间同步模块的输出端与测试系统连接；测试系统的输出端与频率漂移修正模块连接；频率漂移修正模块的输出端与运行可靠性监测模块连接；运行可靠性监测模块的输出端与部件参数大数据建模连接。
[0041]此外，所述测试系统包括场强测试模块和稳定度测试模块；场强测试模块的输入端与所述卫星时间同步模块连接；场强测试模块的输出端与稳定度测试模块连接；场强测试模块和稳定度测试模块均与微控制器双向连接；稳定度测试模块的输出端与频率漂移修正模块连接。
[0042]进一步的，所述卫星时间同步模块包括温度补偿模块、晶体震荡模块、DDS分频模块、GPS接收模块、量子系统、鉴相器和短稳模块，其中本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种完整的被动型铷原子钟设计装置，其特征在于：包括微控制器、卫星时间同步模块、测试系统、频率漂移修正模块、运行可靠性监测模块和部件参数大数据建模，其中：微控制器与卫星时间同步模块连接；卫星时间同步模块的输出端与测试系统连接；测试系统的输出端与频率漂移修正模块连接；频率漂移修正模块的输出端与运行可靠性监测模块连接；运行可靠性监测模块的输出端与部件参数大数据建模连接。2.根据权利要求1所述的完整的被动型铷原子钟设计装置，其特征在于：所述测试系统包括场强测试模块和稳定度测试模块；场强测试模块的输入端与所述卫星时间同步模块连接；场强测试模块的输出端与稳定度测试模块连接；场强测试模块和稳定度测试模块均与微控制器双向连接；稳定度测试模块的输出端与频率漂移修正模块连接。3.根据权利要求1所述的完整的被动型铷原子钟设计装置，其特征在于：所述卫星时间同步模块包括温度补偿模块、晶体震荡模块、DDS分频模块、GPS接收模块、量子系统、鉴相器和短稳模块，其中：晶体震荡模块的输入端与微控制器连接，并且晶体震荡模块的输出端经过隔离放大器将频率信号输出至DD...
【专利技术属性】
技术研发人员：雷海东，
申请(专利权)人：江汉大学，
类型：新型
国别省市：
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