专利名称：一种原子频标仿真方法和仿真器的制作方法
技术领域：
本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种原子频标仿真方法和仿真器。
背景技术：
在被动型原子频标的伺服控制环路中，量子系统、相敏检波器、压控振荡器等均具 有非线性特性，因此环路分析非常复杂。在实际的控制环路构成中，各部件都会对控制环路 引入各自相应的噪声，这些噪声通过控制环路必将对频标的输出带来影响。在搭建一台标准的原子频标整机工作中，我们需要对组成频标中的各个环节做大 量的调试工作来完善整机的性能，就目前而言，各个环节的调试人员在调试独立的相关环 节时，都需要借助整机来进一步完成调试工作，即使独立的模块完成后，需要团队一起将模 块拼结，共同完善整机的指标，浪费资源和时间，给调试工作带来极大的不便。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种原子频标仿真方法和仿真器，以便于给模 块调试人员提供参考，进而便于原子频标的设计制造。为了解决上述技术问题，本发明提供了一种原子频标仿真方法，其包括以下步 骤获取仿真参数，所述仿真参数包括原子吸收谱线的线高、线宽、微波探询信号中的 调制信号的载波角频率、调频频率和调频频率的最大频偏；根据所述仿真参数得到量子系统的鉴频斜率，所述鉴频斜率根据公式
权利要求
1.一种原子频标仿真方法，其特征在于，包括获取仿真参数，所述仿真参数包括原子吸收谱线的线高、线宽、微波探询信号中的调制 信号的载波角频率、调频频率和调频频率的最大频偏；以及根据所述仿真参数得到量子系统的鉴频斜率，所述鉴频斜率根据公式
2.一种原子频标仿真器，由压控晶体振荡器模块、微波探询信号产生模块、量子系统模 块和伺服环路模块对应的仿真模型依次首尾相连而成，其特征在于，所述量子系统模块的 仿真模型根据以下公式建立
3.根据权利要求2所述的原子频标仿真器，其特征在于，所述微波探询信号产生模块 的仿真模型包括倍频增益仿真单元和综合调制仿真单元，所述倍频增益仿真单元与压控晶 体振荡器模块仿真模型的输出端相连，所述综合调制仿真单元的输出端与所述倍频增益仿 真单元的输出端通过加法器相连。
4.根据权利要求2所述的原子频标仿真器，其特征在于，所述伺服环路模块包括 前置放大单元，用于对所述量子系统模块的输出信号进行放大；选频放大单元，用于对所述前置放大单元的输出信号进行选频，以输出与调制信号同 频的信号；同步鉴相单元，用于完成所述选频放大单元输出信号与调制参考信号的同步鉴相，以 得到量子纠偏信号。
5.根据权利要求4所述的原子频标仿真器，其特征在于，所述前置放大单元包括所述 前置放大单元包括多个电阻(Rl、R2、RfU Rf2, Rk、RlU R12)和三个运算放大器(Al、A2、 A3)，其中，电阻(Rl)串联在光电池与运算放大器(Al)的同相输入端之间，电阻(R2)串联 在光电池与运算放大器(A2)的同相输入端之间，电阻(W0串联在运算放大器(A1、A2)的 反相输入端之间，所述运算放大器(Al)的输出端串联一个电阻(Rll)后与运算放大器(A3) 的反相输入端相连，所述运算放大器m的输出端串联一个电阻(Rll)后与运算放大器 (A3)的同相输入端相连，运算放大器(Α； )的输出端与所述选频放大单元的输入端相连，所 述运算放大器(A1、A2、A3)的输出端和各自的反相输入端之间分别串联有电阻(Rfl、Rf2、 R12)。
6.根据权利要求4所述的原子频标仿真器，其特征在于，所述前置放大单元包括多个 电阻(R4、R5、R41、R42、R51、R52)、两个运算放大器(A4、A5)和多个电容(C41、C42、C51、C52)，其中，电阻(R4)串联在所述前置放大单元的输出端和运算放大器(A4)的同相输入端 之间，电阻(R42)与电容(C42)并联后串联在运算放大器的反相输入端和输出端之间，电阻 (R41)和电容(C41)串联后连接在运算放大器(A4)的反相输入端和地之间，电阻(R52)与 电容(C52)并联后串联在运算放大器(A5)的反相输入端和输出端之间，电阻(R51)和电容 (C51)串联后连接在运算放大器(AO的反相输入端和地之间。
7.根据权利要求4所述的原子频标仿真器，其特征在于，所述前置放大单元包括运算 放大器(A6)、同步鉴相芯片和多个电容(C61 C64)和电阻(R61 R67)，其中，多个电容 (C61 C64)串联在运算放大器(A6)的反相输入端与所述选频放大单元的输出端之间，相 邻两电容的连接点与地之间分别串联有一个电阻(R61 R63)，电容(C61)与电容(C62)的 连接点与运算放大器(A6)的反相输入端之间串联一电阻(R64)，运算放大器(A6)的输出 端与所述同步鉴相芯片的输入端相连、且依次串联电阻(R60和(R67)后接地，运算放大器 (A6)的同相输入端串联电阻(R66)后与所述电阻(R67)串联。
全文摘要
本发明公开了一种原子频标仿真方法和仿真器，该仿真方法包括获取仿真参数，根据获得的仿真参数得到鉴频斜率，所述鉴频斜率根据公式该仿真器由压控晶体振荡器模块、微波探询信号产生模块、量子系统模块和伺服环路模块对应的仿真模型依次首尾相连而成。所述量子系统模块的仿真模型根据公式其中Kr表示量子系统的鉴频斜率，为微波探询信号中的调制信号的载波角频率，为调频频率，″m为调频频率的最大频偏，为原子跃迁频率，为线宽，S0为线高。该仿真方法和仿真器可以给模块调试人员提供参考，便于原子频标的制造。
文档编号H03L7/26GK102130685SQ20111008641
公开日2011年7月20日 申请日期2011年4月7日 优先权日2011年4月7日
发明者侯群, 刘晓东, 李建民, 秦工, 詹志明, 雷海东, 黄红 申请人:江汉大学