时间标准频率源的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于原子频率标准技术领域，特别涉及一种时间标准频率源。
【背景技术】
[0002]压控晶体振荡器是原子钟的核心部件，在传统的频标晶体振荡体设计环节中，通常采用市面上现有的成熟的方块晶体振荡器来作为频率源，并且此环节通常不是由整个频标整机电路环节的人员来设计的，而是根据一定的指标、性能要求选用市面上成熟的振荡器。
[0003]然而，在进入指标化苛刻的今天，由于原子钟整机结构布局发生了改变，无论是小型化要求在狭窄的板面空间上安置数多的部件，还是指标化要求对VCXO的各个设计参数做进一步改进，都必然对每个环节的设计要十分清楚，压控晶振也必须采用自主化设计，实际布局中可能要考虑自己设计压控方式以及起振设计，尤其是晶振的保温设计，因为温度的变化对晶振频率的输出影响是相当大的，特别是在每次系统上电时，由于系统可能处于冷态或热态，对于振荡环路，由于所处的温度每一次都不一致，有可能导致实际的频率输出不一样，对于被动型铷频标来说，由于整机电路设计(包括倍频次数、综合器频率输出等)是严格地按照理论上计算得到的，压控晶振输出频率的大范围改变，极有可能导致伺服环节无法将晶振输出频率锁定在原子基态O - O跃迀频率上。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型提供一种时间标准频率源，解决了或部分解决了现有技术中的上述技术问题。
[0005]本实用新型提供了一种时间标准频率源，包括:晶体振荡器，用于产生振荡信号；信号处理器，所述信号处理器包括:选频放大器，所述选频放大器的输入端与所述晶体振荡器连接，接收所述振荡信号并选频放大;信号整形电路，所述信号整形电路与所述选频放大器的输出端连接，以对经选频放大后的所述振荡信号进行信号整形，获取第一频率信号；隔离放大器，所述隔离放大器的输入端与所述信号整形电路连接，将所述第一频率信号至少输送至以下接收器:量子系统、分频器;GPS接收机，用于接收来自GPS天线的频率信号，获取第二频率信号；鉴相器，分别与所述GPS接收机和所述分频器连接，接收并比较所述第一频率信号和所述第二频率信号之间的相位差，以产生GPS纠偏信号;环路滤波器，分别与所述鉴相器和所述晶体振荡器连接，以根据所述GPS纠偏信号对所述晶体振荡器的频率进行一次调节;温度补偿器，所述温度补偿器分布在所述晶体振荡器的外围部位，并检测所述晶体振荡器的工作环境温度变化产生桥式压差信号;微控制器，所述微控制器分别与所述量子系统、所述晶体振荡器和所述温度补偿器连接，以根据所接收的量子纠偏信号对所述晶体振荡器的频率进行二次调节，和根据所接收的桥式压差信号对所述晶体振荡器的频率进行三次调节。
[0006]可选的:所述GPS接收机至少包括NAVMAN公司的Jupiter 12系列TU35-D410-02IGPS 模块。
[0007]可选的:所述鉴相器是选用飞利浦公司型号为74HCT9046A IC的电流型鉴相器。
[0008]可选的，所述晶体振荡器包括:起振振子电路，与所述温度补偿器连接;热敏电阻，与所述起振振子电路连接;变容二极管组，与所述起振振子电路连接;其中，通过所述热敏电阻的阻值变化和所述变容二极管组的容值变化，以抵消或者消减振荡频率的温度漂移。
[0009]可选的，所述变容二极管组包括:第一变容二极管；第二变容二极管;第三变容二极管；其中，所述第一变容二极管、所述第二变容二极管、第三变容二极管分别与所述起振振子电路连接，并由所述第一变容二极管接收来自鉴相器的GPS纠偏信号对晶体振子的非线性频率漂移进行补偿，由所述第二变容二极管接收来自所述温度补偿器的桥式压差信号对晶体振子的非线性频率漂移进行补偿，由所述第三变容二极管接收来自量子系统的量子纠偏信号对晶体振子的非线性频率漂移进行补偿。
[0010]可选的，所述温度补偿器包括:桥路测温电路;第一电压跟随器，与所述桥路测温电路连接;第二电压跟随器，与所述桥路测温电路连接;差分放大器，分别与所述第一电压跟随器、第二电压跟随器连接;增益线性调节电路，分别与所述差分放大器和所述微控制器连接;其中，通过增益线性调节电路获取温度补偿电压，并传输至所述微控制器后，由所述第二变容二极管根据所述温度补偿电压对晶体振子的非线性频率漂移进行补偿。
[0011]有益效果:
[0012]本实用新型提供的一种时间标准频率源，通过晶体振荡器用于产生振荡信号；选频放大器的输入端与所述晶体振荡器连接，接收所述振荡信号并选频放大;信号整形电路与所述选频放大器的输出端连接，以对经选频放大后的所述振荡信号进行信号整形，获取第一频率信号；隔离放大器的输入端与所述信号整形电路连接，将所述第一频率信号至少输送至以下接收器:量子系统、分频器;GPS接收机接收来自GPS天线的频率信号，获取第二频率信号;鉴相器分别与所述GPS接收机和所述分频器连接，接收并比较所述第一频率信号和所述第二频率信号之间的相位差，以产生GPS纠偏信号;环路滤波器分别与所述鉴相器和所述晶体振荡器连接，以根据所述GPS纠偏信号对所述晶体振荡器的频率进行一次调节;温度补偿器分布在所述晶体振荡器的外围部位，并检测所述晶体振荡器的工作环境温度变化产生桥式压差信号;微控制器分别与所述量子系统、所述晶体振荡器和所述温度补偿器连接，以根据所接收的量子纠偏信号对所述晶体振荡器的频率进行二次调节，和根据所接收的桥式压差信号对所述晶体振荡器的频率进行三次调节。最终实现对晶体振子的非线性频率漂移进行补偿。具有结构简单，适应性广的特点。
【附图说明】
[0013]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，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。
[0014]图1为本实用新型实施例提供的时间标准频率源的结构框图；
[0015]图2为本实用新型实施例提供的图1中温度补偿器的结构框图示意图；
[0016]图3为本实用新型实施例提供的图1中晶体振荡器的结构框图示意图；
[0017]图4为本实用新型实施例提供的用于时间基准的方法流程示意图；
[0018]图5为本实用新型实施例提供的用于时间基准的装置框图。
【具体实施方式】
[0019]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围；其中本实施中所涉及的“和/或”关键词，表示和、或两种情况，换句话说，本实用新型实施例所提及的A和/或B，表示了 A和B、A或B两种情况，描述了 A与B所存在的三种状态，如A和/或B，表示:只包括A不包括B;只包括B不包括A;包括A与B。
[0020]同时，本实用新型实施例中，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本实用新型实施例中所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明目的，并不是旨在限制本实用新型。
[0021]请参阅图1-3，本实用新型一个实施例提供的一种时间标准频率源，至少包括:晶体振荡器100，信号处理器110，GPS接收机140，鉴相器150，环路滤波器160，量子系统130，分频器120，温度补偿器170和微控制器180。
[0022]具体而言，晶体振荡器100与信号处理器110连接，使得晶体振荡器100置于恒温环境中的振子单元产生振荡信号，经信号处理器110信号处理后获得振荡信号分别传输至量子系统130、(DDS)分频器120及外用。
[0023]作为优选，本实用新型实施例中的信号处理器110可以包括:选频放大器111，信号整形电路112和隔离放大器113。其中，所述选频放大器111的输入端与所述晶体振荡器100连接，接收所述振荡信号并选频放大。所述信号整形电路112与所述选频放大器111的输出端