专利名称：用于铷原子频标的综合器及铷原子频标的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及原子频标领域，特别涉及一种用于铷原子频标的综合器及铷原子频标。
背景技术：
由于铷原子频标可以将压控晶振的输出频率锁定在铷原子共振吸收峰上，从而获得高稳频率的输出，所以应用十分广泛。其一般包括物理系统和电子线路两部分，而电子线路主要包括压控晶振、综合器、倍频器、混频器和伺服电路。其中，综合器主要用于将压控晶振的输出信号转换为综合调制信号，并将该综合调制信号送入混频器混频，以获得频率近似于87Rb原子0-0跃迁频率的微波探测信号。前述综合调制信号通常由综合器中的DDS(Digital Direct Frequency Synthesis，数字频率合成器)产生。在实现本实用新型的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题为了达到简化系统的目的，现有的综合器的系统时钟一般是将电子线路中压控晶振的输出频率进行倍频后获得，而通常铷原子频标都采用输出频率为IOMHz或5MHz的压控晶振，所以获得系统时钟时，需要倍频的次数较大，使得DDS中产生的相位噪声较大，进而影响铷原子频标的稳定度。
实用新型内容为了减小铷原子频标的噪声，提高铷原子频标的稳定度，本实用新型实施例提供了一种用于铷原子频标的综合器及铷原子频标。所述技术方案如下—种用于铷原子频标的综合器，包括主控模块、数字频率合成器和滤波模块；所述主控模块分别与所述铷原子频标的压控晶振和所述数字频率合成器相连；所述数字频率合成器分别与所述压控晶振和所述滤波模块相连；所述压控晶振的输出频率为40MHz，所述数字频率合成器采用所述压控晶振的输出频率的6倍频作为系统时钟。其中，所述数字频率合成器输出的调制频率为114. 6875MHz士 Af ；其中，2* Af小于所述铷原子频标的物理系统中原子的线宽。其中，所述主控模块包括用于通过命令字控制所述数字频率合成器输出的命令字单元和用于产生键控调频信号的调频信号产生单元，所述键控调频信号为占空比为 1 1的低频方波信号。具体地，所述键控调频信号的频率为10 200Hz。其中，所述主控模块还包括用于产生同步参考信号的同步参考信号产生单元，所述同步参考信号的频率和占空比均与所述键控调频信号相同，且与所述键控调频信号存在固定的相位差。具体地，所述主控模块为微处理器。具体地，所述主控模块通过串口进行通讯。[0014]具体地，所述数字频率合成器为芯片，且所述芯片上设有散热片。具体地，所述滤波模块为低通滤波器。一种铷原子频标，包括物理系统和电子线路，所述电子线路包括压控晶振、混频器、倍频器、伺服电路和综合器；所述压控晶振分别与所述倍频器、所述伺服电路和所述综合器相连；所述倍频器与所述混频器相连；所述混频器分别与所述物理系统和所述综合器相连；所述物理系统与所述伺服电路连接；所述伺服电路与所述综合器相连；所述综合器为前述的用于铷原子频标的综合器。本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是通过所述铷原子频标的压控晶振的频率为40MHz ；所述综合器中的数字频率合成器采用所述压控晶振的输出频率的 6倍频作为系统时钟；减少了综合器的系统时钟的倍频次数，进而能够减少铷原子频标的噪声，提高铷原子频标的稳定度。
为了更清楚地说明本实用新型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。图1是本实用新型实施例1中提供的一种用于铷原子频标的综合器结构示意图；图2是本实用新型实施例1中提供的一种用于铷原子频标的综合器的主控模块的结构示意图；图3是本实用新型实施例1中提供的一种用于铷原子频标的综合器的键控调频工作原理示意图；图4是本实用新型实施例2中提供的一种用于铷原子频标结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。实施例1参见图1，本实用新型实施例提供了一种用于铷原子频标的综合器101，该综合器 101包括主控模块1011、DDS1012和滤波模块1013 ；主控模块1011分别与铷原子频标的压控晶振102和DDS1012相连；DDS1012分别与压控晶振102和滤波模块1013相连；铷原子频标的压控晶振102的输出频率为40MHz，DDS1012采用压控晶振102的输出频率的6倍频作为系统时钟。也就是说，DDS1012以MOMHz作为系统时钟，理论上输出的频率范围为O-MOMHz。 由于仅采用了 40MHz的压控晶振102作为外部时钟，将其6倍频后得到MOMHz的时钟信号， 所以可以减少倍频次数，进而降低DDS1012内产生的相位噪声，同时便于得到114. 6875MHz
频率信号的输出。下面以48位DDS为例，对DDS1012的工作原理进行简单说明。48位DDS的输出频率的分辨率为O40MHz/248)。主控模块1011通过软件命令控制字改变48位二进制位‘0，或‘1’，从而改变DDS1012的具体频率输出。设置软件命令控制字依据的公式如下，
权利要求1.一种用于铷原子频标的综合器，其特征在于，所述综合器包括主控模块、数字频率合成器和滤波模块；所述主控模块分别与所述铷原子频标的压控晶振和所述数字频率合成器相连；所述数字频率合成器分别与所述压控晶振和所述滤波模块相连；所述压控晶振的输出频率为40MHz，所述数字频率合成器采用所述压控晶振的输出频率的6倍频作为系统时钟。
2.根据权利要求1所述的综合器，其特征在于，所述数字频率合成器输出的调制频率为114. 6875MHz士 Af ；其中，2* Af小于所述铷原子频标的物理系统中原子的线宽。
3.根据权利要求2所述的综合器，其特征在于，所述主控模块包括用于通过命令字控制所述数字频率合成器输出的命令字单元和用于产生键控调频信号的调频信号产生单元， 所述键控调频信号为占空比为11的低频方波信号。
4.根据权利要求3所述的综合器，其特征在于，所述键控调频信号的频率为10 200Hz。
5.根据权利要求3所述的综合器，其特征在于，所述主控模块还包括用于产生同步参考信号的同步参考信号产生单元，所述同步参考信号的频率和占空比均与所述键控调频信号相同，且与所述键控调频信号存在固定的相位差。
6.根据权利要求1所述的综合器，其特征在于，所述主控模块为微处理器。
7.根据权利要求1所述的综合器，其特征在于，所述主控模块通过串口进行通讯。
8.根据权利要求1所述的综合器，其特征在于，所述数字频率合成器为芯片，且所述芯片上设有散热片。
9.根据权利要求1所述的综合器，其特征在于，所述滤波模块为低通滤波器。
10.一种铷原子频标，包括物理系统和电子线路，所述电子线路包括压控晶振、混频器、 倍频器、伺服电路和综合器；所述压控晶振分别与所述倍频器、所述伺服电路和所述综合器相连；所述倍频器与所述混频器相连；所述混频器分别与所述物理系统和所述综合器相连；所述物理系统与所述伺服电路相连；所述伺服电路与所述综合器相连；其特征在于，所述综合器为权利要求1-9任一项所述的综合器。
专利摘要本实用新型公开了一种用于铷原子频标的综合器及铷原子频标，属于原子频标领域。该综合器包括主控模块、数字频率合成器和滤波模块；所述主控模块分别与所述铷原子频标的压控晶振和所述数字频率合成器相连；所述数字频率合成器分别与所述压控晶振和所述滤波模块相连；所述压控晶振的频率为40MHz；所述数字频率合成器采用所述压控晶振的输出频率的6倍频作为系统时钟。该铷原子频标包括物理系统和电子线路，所述电子线路包括综合器、压控晶振、混频器、倍频器和伺服电路；所述综合器为前述用于铷原子频标的综合器。本实用新型可以减少铷原子频标的噪声，提高铷原子频标的稳定度。
文档编号H03L7/26GK202231698SQ201120315170
公开日2012年5月23日 申请日期2011年8月24日 优先权日2011年8月24日
发明者刘晓东, 张霞, 詹志明, 雷海东 申请人:江汉大学