一种原子钟性能评估装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及原子钟领域，特别涉及一种原子钟性能评估装置。
【背景技术】
[0002] 被动型原子钟主要包括压控晶振、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〇-〇 中心频率上。
[0003] 而随着原子钟技术的发展，如何检测原子钟输出频率的长期稳定度和短期稳定 度，并直观地表示出来，成了原子钟技术研究的重要问题。
【发明内容】
[0004] 为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种原子钟性能评估装置。所述 技术方案如下：
[0005] 本发明实施例提供了一种原子钟性能评估装置，其特征在于，所述装置包括:长期 稳定度评估模块、短期稳定度评估模块和综合评估模块；
[0006] 所述长期稳定度评估模块包括：
[0007]高精度频率源、对所述高精度频率源的输出信号进行方波整形的第一方波电路、 对原子钟的输出信号进行方波整形的第二方波电路、对所述第一方波电路和所述第二方波 电路的输出进行相位比较的相位比较电路、根据所述相位比较电路的输出计算所述原子钟 的长期稳定度的第一处理单元；
[0008] 所述短期稳定度评估模块包括：
[0009] 向所述原子钟的物理系统输出调制信号的调制信号源、根据所述物理系统产生的 光检信号得到鉴频曲线的鉴频单元、根据所述鉴频曲线计算所述原子钟的短期稳定度的第 二处理单元；
[001 0]所述综合评估模块，用于根据所述第一处理单元和所述第二处理单元计算出的长 期稳定度和短期稳定度输出所述原子钟的综合性能。
[0011] 在本发明实施例的一种实现方式中，所述综合评估模块包括：
[0012] 存储单元，用于存储长期稳定度和短期稳定度与性能评分的对应关系；
[0013] 计算单元，用于根据所述对应关系，将所述第一处理单元和所述第二处理单元计 算出的长期稳定度和短期稳定度转换为性能评分，并计算性能评分之和，以表示所述原子 钟的综合性能。
[0014] 在本发明实施例的另一种实现方式中，所述综合评估模块还包括：
[0015] 显示单元，用于显示所述性能评分之和。
[0016] 在本发明实施例的另一种实现方式中，所述显示单元为显示器。
[0017] 在本发明实施例的另一种实现方式中，所述第一处理单元，包括：
[0018] 积分电路，用于将所述相位比较电路的输出转换为电压信号；
[0019] 模数转换电路，用于以T为周期对所述电压信号进行采样，将采样的所述电压信号 转换为数字信号，得到多个采样点；
[0020] 处理电路，用于按采样时间顺序每隔N个点取一个采样值，根据采样值计算频差， 根据所述频差及阿仑方差计算公式或哈达玛方差计算公式计算所述长期稳定度。
[0021] 在本发明实施例的另一种实现方式中，所述第一处理单元为计算机。
[0022] 在本发明实施例的另一种实现方式中，所述T为10S。
[0023] 在本发明实施例的另一种实现方式中，所述N为1000。
[0024]在本发明实施例的另一种实现方式中，所述第二处理单元，用于：
[0025] 根据所述鉴频曲线确定吸收因子、调制深度和线宽；
[0026] 利用信噪比S/N理论计算公式及所述吸收因子、调制深度和线宽，计算系统的信噪 比；
[0027] 根据所述系统的信噪比计算所述原子钟的短期稳定度。
[0028] 在本发明实施例的另一种实现方式中，所述第二处理单元为计算机。
[0029] 本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
[0030] 本发明实施例分别通过长期稳定度评估模块中的第一处理单元和短期稳定度评 估模块中的第二处理单元，计算长期稳定度和短期稳定度，然后根据长期稳定度和短期稳 定度对原子钟的综合性能进行评估，从而给出直观评价，便于技术人员对原子钟的选择。
【附图说明】
[0031] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使 用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于 本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他 的附图。
[0032] 图1是本发明实施例提供的原子钟性能评估装置的结构示意图；
[0033]图2是本发明实施例提供的鉴频曲线；
[0034]图3是本发明实施例提供的吸收线。
【具体实施方式】
[0035]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方 式作进一步地详细描述。
[0036] 图1是本发明实施例提供的一种原子钟性能评估装置的结构示意图，参见图1，装 置包括:长期稳定度评估模块11、短期稳定度评估模块12和综合评估模块13;
[0037] 长期稳定度评估模块11包括：
[0038] 高精度频率源111、对高精度频率源111的输出信号进行方波整形的第一方波电路 112、对原子钟的输出信号进行方波整形的第二方波电路113、对第一方波电路112和第二方 波电路113的输出进行相位比较的相位比较电路114、根据相位比较电路114的输出计算原 子钟的长期稳定度的第一处理单元115,第一方波电路112分别与高精度频率源111和相位 比较电路114电连接，相位比较电路114还与第二方波电路113及第一处理单元115电连接， 第二方波电路113还与原子钟的输出端电连接；
[0039]短期稳定度评估模块12包括：
[0040]向原子钟的物理系统输出调制信号的调制信号源121、根据物理系统产生的光检 信号得到鉴频曲线的鉴频单元122、根据鉴频曲线计算原子钟的短期稳定度的第二处理单 元123,调制信号源121分别与原子钟的物理系统及鉴频单元122电连接，第二处理单元123 与鉴频单元122电连接；
[0041]综合评估模块13,用于根据第一处理单元115和第二处理单元123计算出的长期稳 定度和短期稳定度输出原子钟的综合性能，综合评估模块13分别与第一处理单元115和第 二处理单元123电连接。
[0042]本发明实施例分别通过长期稳定度评估模块中的第一处理单元和短期稳定度评 估模块中的第二处理单元，计算长期稳定度和短期稳定度，然后根据长期稳定度和短期稳 定度对原子钟的综合性能进行评估，从而给出直观评价，便于技术人员对原子钟的选择。
[0043] 在一种可能的实现方式中，综合评估模块13包括：
[0044] 存储单元131，用于存储长期稳定度和短期稳定度与性能评分的对应关系；
[0045]计算单元132,用于根据对应关系，将第一处理单元和第二处理单元计算出的长期 稳定度和短期稳定度转换为性能评分，并计算性能评分之和，以表示原子钟的综合性能。 [0046] 计算单元132与存储单元131、第一处理单元115和第二处理单元123电连接。
[0047]进一步地，综合评估模块13还包括：
[0048] 显示单元133,用于显示性能评分之和。
[0049] 具体地，显示单元133可以为显示器。显示器可以是发光二极管（Light Emitting Diode，简称LED)显示器、