一种补偿C场电流减少铷钟温度系数的方法和电路技术

本申请公开了一种补偿C场电流减少铷钟温度系数的方法和电路，该方法包括：将温度信号转换为电压信号；根据所述电压信号得到所述电压信号的变化量；将所述电压信号的变化量进行放大；将放大后的变化量输入到C场电路中，其中，所述C场电路用于根据所述放大后的变化量调整C场线圈中的电流。通过本申请解决了现有技术调整温度系数所存在的精确度不高的问题，从而在一定程度上提高了精度。从而在一定程度上提高了精度。从而在一定程度上提高了精度。

【技术实现步骤摘要】
一种补偿C场电流减少铷钟温度系数的方法和电路


[0001]本申请涉及到原子频标领域，具体而言，涉及一种补偿C场电流减少铷钟温度系数的方法和电路。

技术介绍

[0002]铷原子钟具有体积小，重量轻，功耗低等特点，具有广泛的应用领域。铷原子钟的频率准确度和稳定度是其最重要的两个指标，直接决定了铷原子钟质量的优劣，但这两个指标都极易受环境因素尤其是温度的影响。铷原子钟的铷灯和谐振腔本身就包含加热器件和控温电路，铷钟工作过程中电路部分不可避免的要产生热量，加之外界环境温度的变化等因素都会对铷钟的频率准确度和稳定度产生影响，因此铷钟都具有一定的温度系数。温度系数是铷原子钟频率准确度和稳定度的一个瓶颈性因素。
[0003]C场电路主要为C场线圈提供稳定的电流，进而在吸收泡外产生一个稳定的静磁场，改变C场电流可以改变静磁场的大小，从而改变原子跃迁频率。因此通过改变C场电流可以补偿因温度变化导致的频率准确度漂移。
[0004]以往的铷原子钟电路在解决温度系数的问题上一般都是通过优化控温电路设计，改善各组件的固有温度系数以及通过精细的整机调试来控制整机温度系数。但是这种调整方式精确度不高。

技术实现思路

[0005]本申请实施例提供了一种补偿C场电流减少铷钟温度系数的方法和电路，以至少解决现有技术调整温度系数所存在的精确度不高的问题。
[0006]根据本申请的一个方面，提供了一种补偿C场电流减少铷钟温度系数的方法，包括：将温度信号转换为电压信号；根据所述电压信号得到所述电压信号的变化量；将所述电压信号的变化量进行放大；将放大后的变化量输入到C场电路中，其中，所述C场电路用于根据所述放大后的变化量调整C场线圈中的电流。
[0007]进一步地，将放大后的变化量输入到所述C场电路中包括：将所述放大后的变化量输入到所述C场电路中的运算放大器中的参考电压接入点上。
[0008]进一步地，将放大后的变化量输入到C场电路中包括：将所述放大后的变化量通过调节电阻输入到所述C场电路中，其中，所述调节电阻用于调整所述放大后的变化量和输入到所述C场电路参考电压之间变化量的比例关系。
[0009]进一步地，将温度信号转换为电压信号包括：通过包括有热敏电阻的电路使得电压值随温度值的变化而变化。
[0010]根据本申请的另一个方面，还提供了一种补偿C场电流减少铷钟温度系数的电路，包括：温度测量模块，用于将温度信号转换为电压信号；增益控制模块，与所述温度测量模块连接，用于将所述温度测量模块中测量得到的电压信号的变化量进行放大；C场电路，与所述增益控制模块连接，用于根据所述放大后的变化量调整电流。
[0011]进一步地，所述温度测量模块包括热敏电阻，通过所述热敏电阻使得电压值随温度值的变化而变化。
[0012]进一步地，所述热敏电阻为正温度系数电阻或者负温度系数电阻。
[0013]进一步地，所述C场电路至少包括：运算放大器，其中，所述增益控制模块将放大后的变化量输入到所述C场电路中的运算放大器中的参考电压接入点上。
[0014]进一步地，还包括：调节电阻，所述调节电路串联在所述增益控制模块和所述C场电路之间，用于调整所述放大后的变化量和输入到所述C场电路参考电压之间变化量的比例关系。
[0015]进一步地，所述增益控制模块为以下电路的至少之一：同相比例放大电路、反相比例放大电路、多级放大电路。
[0016]在本申请实施例中，采用了将温度信号转换为电压信号；根据所述电压信号得到所述电压信号的变化量；将所述电压信号的变化量进行放大；将放大后的变化量输入到C场电路中，其中，所述C场电路用于根据所述放大后的变化量调整C场线圈中的电流。通过本申请解决了现有技术调整温度系数所存在的精确度不高的问题，从而在一定程度上提高了精度。
附图说明
[0017]构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0018]图1是根据本申请实施例的增益控制模块为同相比例放大电路时的电路原理图。
[0019]图2是根据本申请实施例的增益控制模块为反相比例放大电路时的电路原理图。
[0020]图3是根据本申请实施例的补偿C场电流减少铷钟温度系数的方法的流程图。
具体实施方式
[0021]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
[0022]需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
[0023]在本实施例中提供了一种补偿C场电流减少铷钟温度系数的电路，包括：温度测量模块，用于将温度信号转换为电压信号；增益控制模块，与温度测量模块连接，用于将所述温度测量模块中测量得到的电压信号的变化量进行放大；C场电路，与增益控制模块连接，用于根据所述放大后的变化量调整电流。
[0024]通过上述电路解决了现有技术调整温度系数所存在的精确度不高的问题，实现了C场电流根据温度的变化而动态的改变，补偿因温度变化而引起的频率准确度变化。
[0025]所述增益控制模块实现方式有很多种，例如可以为以下电路的至少之一：同相比例放大电路、反相比例放大电路、多级放大电路。
[0026]在上述电路中，温度测量模块可以由多种实现方式，例如，所述温度测量模块包括热敏电阻，通过所述热敏电阻使得电压值随温度值的变化而变化。所述热敏电阻可以为正
温度系数电阻或者负温度系数电阻。
[0027]所述C场电路的组成方式有很多，例如，所述C场电路至少包括：运算放大器，其中，所述增益控制模块将放大后的变化量输入到所述C场电路中的运算放大器中的参考电压接入点上。可选地，还可以包括：调节电阻，所述调节电路串联在所述增益控制模块和所述C场电路之间，用于调整所述放大后的变化量和输入到所述C场电路参考电压之间变化量的比例关系。
[0028]下面结合一个可选的实施例进行说明，在本可选实施例中为解决铷原子钟在温度变化时频率准确度指标和中长期稳定度指标变差的问题，对铷原子钟温度系数的产生原因，C场电流与铷原子钟频率准确度的关系等问题进行了研究，在此基础上提出了一种通过温度变化量来补偿C场电流从而减小铷原子钟温度系数的一种电路设计方案。
[0029]本实施例中提供了一种通过补偿C场电流减小铷钟温度系数的电路，该电路包含三大部分，一是温度测量模块；二是增益控制模块；三是C场电路模块。温度测量模块由电阻R1、热敏电阻RT1和电容C1实现温度测量，将温度信号转换成稳定的电压信号输入到增益控制模块。增益控制模块由运放U1和相应适配电阻组成，增益控制模块的作用是将温度测量模块产生的电压变化
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U放大k(k≠0)倍。R4为调节电阻，用于调节本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种补偿C场电流减少铷钟温度系数的电路，其特征在于，包括：温度测量模块，用于将温度信号转换为电压信号；增益控制模块，与所述温度测量模块连接，用于将所述温度测量模块中测量得到的电压信号的变化量进行放大；C场电路，与所述增益控制模块连接，用于根据所述放大后的变化量调整电流。2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述温度测量模块包括热敏电阻，通过所述热敏电阻使得电压值随温度值的变化而变化。3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述热敏电阻为正温度系数电阻或者负温度系数电阻。4.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述C场电路至少包括：运算放大器，其中，所述增益控制模块将放大后的变化量输入到所述C场电路中的运算放大器中的参考电压接入点上。5.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，还包括：调节电阻，所述调节电路串联在所述增益控制模块和所述C场电路之间，用于调整所述放大后的变化量和输入到所述C场电路参考电压之间变化量的比例关系。6.根据权利要求1至5中任一项所述的电路，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：张心清，杨同敏，王亮，徐娆美，李煜溪，马妮娜，
申请(专利权)人：北京无线电计量测试研究所，
类型：发明
国别省市：