【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及原子钟，尤其涉及主动型氢原子钟电子学部分，属于时间频率计量，具体涉及一种基于超窄带锁相环的主动型氢钟脉泽信号探测系统。高集成窄带锁相脉泽信号探测装置用于将谐振腔输出的物理信号转化为10mhz用户信号，是构成主动型氢原子钟和评价氢原子谐振腔泡系统不可缺少的重要部分。也可为其他类型窄带锁相接收装置设计提供参考。
技术介绍
1、原子钟是精密时间的测量工具，作为建立和维持现代时间尺度的核心设备。主动型氢原子钟是一种微波原子钟，满足我国下一代导航系统、时间频率计量、空间科学实验和航天工程对甚高精度小型化空间主动型氢原子钟的技术需求。主动型氢原子钟整机由介质低损耗微波谐振腔泡系统和电子学部分组成。氢原子经过原子制备系统和准直系统后，(f＝1，mf＝0)态的氢原子射入微波谐振腔中的储存泡，在高q值微波腔的共同作用下，储存泡内的氢原子基态(f＝1，mf＝0)和(f＝0，mf＝0)两超精细能级之间的跃迁过程产生自激振荡，产生高精度、高稳定度的氢原子共振脉泽信号。腔泡系统输出的脉泽信号质量评估，通常使用频谱分析仪进行观测，但是无法评估其稳定度。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种基于超窄带锁相环的主动型氢钟脉泽信号探测系统，能够在单一模块中实现将脉泽信号转换成用户可用的标准频率信号，既可以构成整钟，也实现了对脉泽信号的探测与评价，相对传统模拟锁相接收方案，提高了氢原子钟短期稳定度指标和相位噪声指标，本专利技术的全数字环路可对输出频率进行精确调整，满足主动型氢原子钟输出频率精
2、本专利技术的基于超窄带锁相环的主动型氢钟脉泽信号探测系统，包括氢脉泽信号的混频放大电路、晶振倍频放大电路、数字直接频率合成器、数字窄带锁相环以及输出缓冲电路；
3、其中，晶振倍频放大电路先将10mhz的本地晶振信号倍频为100mhz信号，再接着倍频为1.4ghz信号，并对倍频信号进行放大、滤波后，由功分器分为2路，一路作为j2输出，对本振进行观测；另一路参与氢脉泽信号的混频放大电路的混频；
4、氢脉泽信号的混频放大电路用于对接收的氢脉泽信号1.420405751ghz±40khz进行放大，并与本地晶振倍频后的1.4ghz信号进行混频，带通滤波后得到20.405751mhz信号；混频20.405751mhz信号放大后，经功分器分为2路，一路放大后作为j5输出，用于观测脉泽信号的频谱；另一路参与锁相环实现锁相；
5、数字直接频率合成器用于将本地晶振倍频后的100mhz信号作为参考，合成带有精确尾数的405.571khz信号；
6、锁相环以氢脉泽信号的混频放大电路输出的20.405751mhz信号与数字直接频率合成器输出的405.571khz信号混频得到的20mhz信号为参考信号，对本地晶振信号10mhz进行锁相；
7、输出缓冲电路利用功分器将本地晶振信号10mhz分成2路后，分别进行放大和滤波后，作为j3输出和j4输出。
8、较优的，使用混频器前三级，混频带通滤波后两级的结构形式设计氢脉泽信号的混频放大电路。
9、较优的，通过窄带锁相环路使用脉泽信号混频得到的20mhz信号与晶振功分得到的10mhz信号通过数字鉴相器进行锁相控制10mhz恒温晶振，超窄带的环路滤波器设计和10mhz鉴相频率的使用，使得10mhz晶振的输出能够反应输入脉泽信号的频率稳定度，并且保证该10mhz信号的相位噪声指标；通过测量本地晶振10mhz信号的频率稳定度，评价腔泡系统输出脉泽信号的频率稳定度。
10、较优的，中频直接频率合成器模块使用100mhz作为参考，输出带有精确尾数的405khz低中频信号，与脉泽信号经过混频降到高中频的20.405mhz信号进行混频，得到20mhz的鉴相参考信号，通过数字接口修改直接频率合成器输出信号的尾数，可以直接改变20mhz鉴相信号的尾数，从而微调由晶振给出的10mhz信号的频率，该系统设计使得晶振输出频率的调整精度达到e-15量级。
11、有益效果：
12、本专利技术使用超窄带锁相环配合全数字直接频率合成技术，可以方便地将氢脉泽信号变频到方便进行稳定度测量的10mhz信号，并保证10mhz的稳定度与脉泽信号相同，可以使用标准设备对腔泡系统脉泽信号的稳定度进行测试。另外本装置也可用于构成氢原子钟整机，由于使用直接频率合成技术进行变频，与腔泡系统构成整机后，可以方便的修正脉泽信号与理论值的误差，从而实现氢原子钟输出频差e-15水平的调整。
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1.一种基于超窄带锁相环的主动型氢钟脉泽信号探测系统，其特征在于，包括氢脉泽信号的混频放大电路、晶振倍频放大电路、数字直接频率合成器、数字窄带锁相环以及输出缓冲电路；
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，使用混频器前三级，混频带通滤波后两级的结构形式设计氢脉泽信号的混频放大电路。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，通过窄带锁相环路使用脉泽信号混频得到的20MHz信号与晶振功分得到的10MHz信号通过数字鉴相器进行锁相控制10MHz恒温晶振，超窄带的环路滤波器设计和10MHz鉴相频率的使用，使得10MHz晶振的输出能够反应输入脉泽信号的频率稳定度，并且保证该10MHz信号的相位噪声指标；通过测量本地晶振10MHz信号的频率稳定度，评价腔泡系统输出脉泽信号的频率稳定度。
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，通过修改直接频率合成器输出信号的尾数，改变20MHz鉴相信号的尾数，从而微调由晶振给出的10MHz信号的频率，调整晶振输出频率的精度。
5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，氢脉泽信号的混频放大电路中的放大器采用噪声系
...【技术特征摘要】
1.一种基于超窄带锁相环的主动型氢钟脉泽信号探测系统，其特征在于，包括氢脉泽信号的混频放大电路、晶振倍频放大电路、数字直接频率合成器、数字窄带锁相环以及输出缓冲电路；
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，使用混频器前三级，混频带通滤波后两级的结构形式设计氢脉泽信号的混频放大电路。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，通过窄带锁相环路使用脉泽信号混频得到的20mhz信号与晶振功分得到的10mhz信号通过数字鉴相器进行锁相控制10mhz恒温晶振，超窄带的环路滤波器设计和10mhz鉴相频率的使用，使得10mhz晶振的输出能够反应输入脉泽...
【专利技术属性】
技术研发人员：马沛，杨世宇，董鹏玲，刘志栋，周毅，陈江，赵玉龙，汪东军，成大鹏，
申请(专利权)人：兰州空间技术物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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