一种时间标准设备的控制方法及时间标准设备的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种时间标准设备的控制方法及时间标准设备，属于时间标准【技术领域】。所述方法包括：压控晶振输出原始频率信号；电子线路对原始频率信号进行倍频和混频，产生微波探询信号；物理系统对微波探询信号进行鉴频，产生光检信号；伺服模块对光检信号进行选频放大、方波整形、以及同步鉴相，产生第一纠偏电压作用于压控晶振；温度测量电路获取时间标准设备工作环境的温度；GPS接收机接收GPS信号；频率比较模块比较原始频率信号与GPS信号，获得原始频率信号与GPS信号的频率差；伺服模块根据温度和频率差，产生第二纠偏电压作用于压控晶振。本发明压控晶振的输出频率不会由于温度变化而出现大范围改变。
【专利说明】-种时间标准设备的控制方法及时间标准设备
【技术领域】
[0001] 本发明设及时间标准【技术领域】，特别设及一种时间标准设备的控制方法及时间标 准设备。
【背景技术】
[0002] 原子频标是提供标准频率和时间的设备，即时间标准设备。钢原子频标因其具有 体积小、低功耗和较好的抗恶劣环境的能力，而成为应用最广泛的一种原子频标。它同时具 有较好的指标，能满足绝大多数军用和民用工程的需要，具体可用于预警机、战机、电子对 抗、第=代移动通信技术网络和电力监控等工程领域。
[0003] 现有的原子频标包括压控晶振、物理系统、电子线路、W及伺服模块。其中，压控晶 振用于输出原始频率信号；电子线路用于对原始频率信号进行倍频和混频，产生微波探询 信号；物理系统用于对微波探询信号进行鉴频，产生光检信号；伺服模块用于对光检信号 进行选频放大、方波整形、W及同步鉴相，产生纠偏电压作用于压控晶振，W调整压控晶振 的输出频率；通过上述结构单元，最终将压控晶振的输出频率锁定在原子基态超精细0-0 中屯、频率上。
[0004] 在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在W下问题：
[0005] 温度的变化对压控晶振的输出频率影响较大，由于原子频标每次通电时所处的温 度都不一样，导致压控晶振的输出频率每次也不一样。而原子频标中倍频次数等参数都是 严格按照理论计算得到的，压控晶振的输出频率的大范围改变，将有可能导致伺服模块无 法将压控晶振的输出频率锁定在原子基态超精细0-0中屯、频率上。
【发明内容】
[0006] 为了解决现有技术无法将频率锁定在原子基态超精细0-0中屯、频率上的问题，本 发明实施例提供了一种时间标准设备的控制方法及时间标准设备。所述技术方案如下：
[0007] 一方面，本发明实施例提供了一种时间标准设备的控制方法，所述控制方法包 括：
[000引压控晶振输出原始频率信号；
[0009] 电子线路对所述原始频率信号进行倍频和混频，产生微波探询信号；
[0010] 物理系统对所述微波探询信号进行鉴频，产生光检信号；
[0011] 伺服模块对所述光检信号进行选频放大、方波整形、W及同步鉴相，产生第一纠偏 电压作用于所述压控晶振；
[0012] 温度测量电路获取时间标准设备工作环境的温度；
[0013] 全球定位系统GI^S接收机接收GI^S信号；
[0014] 频率比较模块比较所述原始频率信号与所述GI^S信号，获得所述原始频率信号与 所述Gl^s信号的频率差；
[0015] 所述伺服模块根据所述温度和所述频率差，产生第二纠偏电压作用于所述压控晶 振。
[0016] 在本发明一种可能的实现方式中，所述伺服模块根据所述温度和所述频率差，产 生第二纠偏电压作用于所述压控晶振，包括：
[0017] 所述伺服模块根据所述温度和所述频率差，按照设定的公式计算修正频率；
[001引所述伺服模块按照所述修正频率和设定的压控晶振的压控斜率值，产生第二纠偏 电压作用于所述压控晶振。
[0019] 可选地，所述伺服模块根据所述温度和所述频率差，按照设定的公式计算修正频 率包括：
[0020] 所述伺服模块按照如下公式（1)-(4)计算修正频率b :
【权利要求】
1. 一种时间标准设备的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括： 压控晶振输出原始频率信号； 电子线路对所述原始频率信号进行倍频和混频，产生微波探询信号； 物理系统对所述微波探询信号进行鉴频，产生光检信号； 伺服模块对所述光检信号进行选频放大、方波整形、以及同步鉴相，产生第一纠偏电压 作用于所述压控晶振； 其特征在于，所述控制方法还包括： 温度测量电路获取时间标准设备工作环境的温度； 全球定位系统GPS接收机接收GPS信号； 频率比较模块比较所述原始频率信号与所述GPS信号，获得所述原始频率信号与所述GPS信号的频率差； 所述伺服模块根据所述温度和所述频率差，产生第二纠偏电压作用于所述压控晶振。
2. 根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述伺服模块根据所述温度和所述 频率差，产生第二纠偏电压作用于所述压控晶振，包括： 所述伺服模块根据所述温度和所述频率差，计算修正频率； 所述伺服模块按照所述修正频率和设定的压控晶振的压控斜率值，产生第二纠偏电压 作用于所述压控晶振。
3. 根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述伺服模块根据所述温度和所述 频率差，计算修正频率包括： 所述伺服模块按照如下公式（1)-(4)计算修正频率b:
其中，fi为^时的计算结果，巧为&时的频率差，w为设定的温度系数，「为&时的温 度，h为第i个计算周期，i=l，2,…，n，n为计算周期总数，丨为所有计算周期的平均值， 7为所有计算结果的平均值。
4. 根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括： 所述伺服模块根据所述计算周期总数和设定的压控晶振的漂移数据，获取压控晶振的 漂移值； 所述伺服模块根据所述漂移值，产生第三纠偏电压作用于所述压控晶振。
5. 根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述伺服模块根据所述计算周期总 数和设定的压控晶振的漂移数据，获取压控晶振的漂移值，包括： 所述伺服模块对设定的压控晶振的漂移数据按照所述计算周期划分，得到与所述计算 周期一一对应的漂移值； 所述伺服模块根据所述计算周期总数和所述漂移值，确定压控晶振的漂移值。
6. -种时间标准设备，所述时间标准设备包括： 压控晶振，用于输出原始频率信号； 电子线路，用于对所述原始频率信号进行倍频和混频，产生微波探询信号； 物理系统，用于对所述微波探询信号进行鉴频，产生光检信号； 伺服模块，用于对所述光检信号进行选频放大、方波整形、以及同步鉴相，产生第一纠 偏电压作用于所述压控晶振； 其特征在于，所述时间标准设备还包括： 温度测量电路，用于获取时间标准设备工作环境的温度； 全球定位系统GPS接收机，用于接收GPS信号； 频率比较模块，用于比较所述原始频率信号与所述GPS信号，获得所述原始频率信号 与所述GPS信号的频率差； 所述伺服模块还用于，根据所述温度和所述频率差，产生第二纠偏电压作用于所述压 控晶振。
7. 根据权利要求6所述的时间标准设备，其特征在于，所述伺服模块包括： 修正频率计算单元，用于根据所述温度和所述频率差，按照设定的公式计算修正频 率； 修正电压产生单元，用于按照所述修正频率和设定的压控晶振的压控斜率值，产生第 二纠偏电压作用于所述压控晶振。
8. 根据权利要求7所述的时间标准设备，其特征在于，所述计算单元用于， 按照如下公式（1)-(4)计算修正频率b:
其中，A为^时的计算结果，A为&时的频率差，w为设定的温度系数，1为&时的 温度，h为第i个计算周期，i=l，2,…，n，n为计算周期总数，？为所有计算周期的平均 值，7为所有计算结果的平均值。
9. 根据权利要求8所述的时间标准设备，其特征在于，所述伺服模块还包括： 漂移值获取单元，用于根据所述计算周期总数和设定的压控晶振的漂移数据，获取压 控晶振的漂移值； 补偿电压产生单元，用于根据所述漂移值，产生第三纠偏电压作用于所述压控晶振。
10.根据权利要求9所述的时间标准设备，其特征在于，漂移值获取单元用于， 对设定的压控晶振的漂移数据按照所述计算周期划分，得到与所述计算周期一一对应 的漂移值； 根据所述计算周期总数和所述漂移值，确定压控晶振的漂移值。
【文档编号】G04R20/04GK104485948SQ201410616755
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年10月31日 优先权日:2014年10月31日
【发明者】田玉 申请人:江汉大学