一种原子钟频率与相位调整装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及精密仪器调整装置，特别是涉及一种用于原子钟的高精度频率与相位调整装置。
【背景技术】
[0002]守时系统的基本设备是原子钟，虽然原子钟提供的时频基准具有非常高的频率准确度和频率稳定度，但是由于原子钟存在元件老化、环境温度变化等原因，都有长期漂移率的特性，而且守时用的原子钟一旦工作就不允许再进行调整，这样就出现了虽然守时原子钟具有优良的频率特性，但随着长时间连续运行，守时累计误差会不断增大的问题。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是提供一种原子钟频率与相位调整装置，以解决现有技术中由于原子钟长时间连续运行，导致的守时累计误差增大的问题。
[0004]为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案:
[0005]—种原子钟频率与相位调整装置，该装置包括:
[0006]参考信号输入端；
[0007 ]第一隔离分配放大器，将输入的5MHz参考信号分为三路5MHz信号；
[0008]频率综合模块，基于外部的频率和相位控制信息，以10倍倍频后的第一路5MHz作为时钟，输出1MHz信号；
[0009]混频单元，将第二路5MHz信号依次与1/500分频后的第三路5MHz信号、5MHz信号和经I /1000分频后的频率综合器输出的I OMHz信号混频，输出I OkHz的混频信号；
[0010]高稳晶体振荡器，基于所述1kHz混频信号，输出5MHz信号。
[0011]优选的，所述频率综合模块采用频率分辨力为2—48，相位分辨力为2—14的频率综合器。
[0012]优选的，所述混批单元包括:
[0013]第一混频器，用于将第二路5MHz信号与1/500分频后的第三路5MHz信号混频，输出5MHz+10kHz 信号；
[0014]第二混频器，用于将5MHz+10kHz信号和外部5MHz信号混频，输出1kHz信号；
[0015]第三混频器，用于将第二混频器输出的1kHz信号与经1/1000分频后的频率综合器输出的I OMHz信号混频，输出I OkHz的混频信号。
[0016]优选的，该装置包括设置在第一隔离分配放大器和频率综合模块之间的10倍倍频器。
[0017]优选的，该装置包括设置在频率综合器和第三混频器之间的1/1000分频器。
[0018]优选的，该装置包括设置在第一隔离分配放大器和第一混频器之间的1/500分频器。
[0019]优选的，该装置包括设置在第三混频器和高稳晶体振荡器之间的环路滤波器。
[0020]优选的，该装置包括第二隔离分配放大器，用于将高稳晶体振荡器输出的5MHz信号分为三路5MHz信号输出；其中，第一路5MHz信号输入第二混频器，第二路5MHz信号输出至外部设备。
[0021]优选的，该装置包括同步模块，基于第二隔离分配放大器发出的第三路5MHz信号和Ipps信号，输出可精密微调的Ipps信号。
[0022]本发明的有益效果如下:
[0023]本发明所述技术方案能够针对不同原子钟的漂移量，进行精密输出频率和脉冲相位的调整以弥补原子钟自身的漂移，使时间始终保持在很高的同步精度上。本方案分辨率非常高，其相位偏移分辨力能达到飞秒fs量级，频率偏移分辨力能达到10—18量级。
【附图说明】
[0024]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步详细的说明；
[0025]图1示出本发明所述一种原子钟频率与相位调整装置的示意图。
【具体实施方式】
[0026]为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
[0027]如图1所示，本发明公开了一种原子钟频率与相位调整装置，该装置包括:用于输入5MHz信号的参考信号输入端、用于将输入的5MHz参考信号分为三路5MHz信号的第一隔离分配放大器、基于外部的频率和相位控制信息，以10倍倍频后的第一路5MHz作为时钟，输出I OMHz信号的频率综合模块、将第二路5MHz信号依次与I /500分频后的第三路5MHz信号、5MHz信号和经1/1000分频后的频率综合器输出的1MHz信号混频，输出1kHz的混频信号的混频单元和基于所述1kHz混频信号，输出5MHz信号的高稳晶体振荡器。本方案中，所述频率综合模块采用频率分辨力为2—48，相位分辨力为2—14的频率综合器。所述混批单元包括:用于将第二路5MHz信号与1/500分频后的第三路5MHz信号混频，输出5MHz+10kHz信号的第一混频器、用于将5MHz+10kHz信号和外部5MHz信号混频，输出1kHz信号的第二混频器和用于将第二混频器输出的1kHz信号与经1/1000分频后的频率综合器输出的1MHz信号混频，输出1kHz的混频信号的第三混频器。本方案所述的原子钟频率与相位调整装置进一步包括:设置在第一隔离分配放大器和频率综合模块之间的10倍倍频器;设置在频率综合器和第三混频器之间的1/1000分频器;设置在第一隔离分配放大器和第一混频器之间的1/500分频器;设置在第三混频器和高稳晶体振荡器之间的环路滤波器。该装置进一步包括第二隔离分配放大器，用于将高稳晶体振荡器输出的5MHz信号分为三路5MHz信号输出；其中，第一路5MHz信号输入第二混频器，第二路5MHz信号输出至外部设备。该装置进一步包括同步模块，基于第二隔离分配放大器发出的第三路5MHz信号和lpps(lPulse Per Second)信号，输出可精密微调的Ipps信号。
[0028]第一隔离分配放大器的输入端与参考信号输入端连接，所述第一隔离分配放大器的第一输出端通过10倍倍频器与频率综合器的输入端连接，频率综合器通过控制信号输入端接收外部设备发出的频率和相位控制信息，所述频率综合器的输出端通过1/1000分频器与第三混频器的第一输入端连接;所述第一隔离分配放大器的第二输出端与第二混频器的第一输入端连接，所述第一隔离分配放大器的第三输出端通过1/500分频器与第一混频器的第二输入端连接，第一混频器的输出端与第二混频器的第一输入端连接，第二混频器的输出端与第三混频器的第二输入端连接;第三混频器的输出端通过环路滤波器与高稳晶体振荡器的压控端连接，高温晶体振荡器的输出端与第二隔离分配放大器的输入端连接，第二隔离分配放大器的第一输出端与第二混频器的第二输入端连接，第二隔离分配放大器的第二输出端输出5MHz信号，第二隔离分配放大器的第三输出端与同步模块连接，同步模块基于Ipps参考信号和第二隔离分配放大器的第三路5MHz信号输出高精度可调的Ipps信号。
[0029]外部5MHz参考信号通过参考信号输入端输入装置，该参考信号经过第一隔离分配放大器后输出第一路5MHz信号、第二路5MHz信号和第三路5MHz信号。第一路5MHz信号经低噪声10倍频后输出50MHz信号，用此信号作为频率综合器的时钟。通过程序控制频率综合器输出1MHz信号，该信号再经过1/1000分频后输出信号。其中，频率综合器的频率分辨力为2一48，相位分辨力为2—14。第三路5MHz信号经1/500分频后输出1kHz信号，与第二路5MHz信号混频得到5MHz+10kHz信号，该5MHz+10kHz信号与第二隔离分配放大器输出的一路5MHz信号混频得到1kHz信号，得到的这个1kHz信号与经I/1000分频的频率综合器输出的1MHz信号混频，获得1kHz混频信号，这个1kHz混频信号经环路滤波器后输出至高稳晶振的压控端。5MHz高稳晶体振荡器输出的信号经第二隔离分配放大器分配放大后输出第一路5MHz信号、第二路5MHz信号和第三路5MHz信号，其中一路信号作为第二混频器的混频信号，用于锁相环路，另两路信号作为最终的输出信号和用于产生IPPS信号。基于上述方案，通过改变频率综合器的频率控制字实现了原子钟输出信号的精密微调，通过1/1000分频有效地完成了1000倍的频差倍增，提高了系统的分辨力。
[0030]显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
【主权项】
1.一种原子钟频率与相位调整装置，其特征在于，该装置包括: 参考信号输入端； 第一隔离分配放大器，将输入的5MHz参考信号分为三路5MHz信号； 频率综合模块，基于外部的频率和相位控制信息，以10倍倍频后的第一路5MHz作为时钟，输出1MHz信号； 混频单元，将第二路5MHz信号依次与1/500分频后的第三路5MHz信号、5MHz信号和经I/1000分频后的频率综合器输出的I OMHz信号混频，输出I OkHz的混频信号； 高稳晶体振荡器，基于所述1kHz混频信号，输出5MHz信号。2.根据权利要求1所述的原子钟频率与相位调整装置，其特征在于，所述频率综合模块采用频率分辨力为2—48，相位分辨力为2—14的频率综合器。3.根据权利要求1所述的原子钟频率与相位调整装置，其特征在于，所述混批单元包括: 第一混频器，用于将第二路5MHz信号与I /500分频后的第三路5MHz信号混频，输出5MHz+1kHz彳目号； 第二混频器，用于将5MHz+10kHz信号和外部5MHz信号混频，输出1kHz信号； 第三混频器，用于将第二混频器输出的1kHz信号与经1/1000分频后的频率综合器输出的I OMHz信号混频，输出I OkHz的混频信号。4.根据权利要求1所述的原子钟频率与相位调整装置，其特征在于，该装置包括设置在第一隔离分配放大器和频率综合模块之间的10倍倍频器。5.根据权利要求3所述的原子钟频率与相位调整装置，其特征在于，该装置包括设置在频率综合器和第三混频器之间的1/1000分频器。6.根据权利要求3所述的原子钟频率与相位调整装置，其特征在于，该装置包括设置在第一隔离分配放大器和第一混频器之间的1/500分频器。7.根据权利要求3所述的原子钟频率与相位调整装置，其特征在于，该装置包括设置在第三混频器和高稳晶体振荡器之间的环路滤波器。8.根据权利要求3所述的原子钟频率与相位调整装置，其特征在于，该装置包括第二隔离分配放大器，用于将高稳晶体振荡器输出的5MHz信号分为三路5MHz信号输出；其中，第一路5MHz信号输入第二混频器，第二路5MHz信号输出至外部设备。9.根据权利要求8所述的原子钟频率与相位调整装置，其特征在于，该装置包括同步模块，基于第二隔离分配放大器发出的第三路5MHz信号和Ipps信号，输出可精密微调的Ipps信号。
【专利摘要】本发明公开了一种原子钟频率与相位调整装置，该装置包括：参考信号输入端；第一隔离分配放大器，将输入的5MHz参考信号分为三路5MHz信号；频率综合模块，基于外部的频率和相位控制信息，以10倍倍频后的第一路5MHz作为时间，输出10MHz信号；混频单元，将第二路5MHz信号依次与1/500分频后的第三路5MHz信号、5MHz信号和经1/1000分频后的频率综合器输出的10MHz信号混频，输出10kHz的混频信号；高稳晶体振荡器，基于所述10kHz混频信号，输出5MHz信号。
【IPC分类】H03L7/26
【公开号】CN105515582
【申请号】CN201510994036
【发明人】王超, 于航, 夏振华, 李世光, 王鹏, 党明朝
【申请人】北京无线电计量测试研究所
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年12月25日