一種原子鐘頻率與相位調(diào)整裝置、頻率和相位檢測裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種頻率和相位檢測裝置，特別是涉及一種原子鐘頻率與相位調(diào)整裝置以及包含上述裝置的頻率和相位檢測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]守時系統(tǒng)的基本設(shè)備是原子鐘，雖然原子鐘提供的時頻基準具有非常高的頻率準確度和頻率穩(wěn)定度，但是由于原子鐘存在元件老化、環(huán)境溫度變化等原因，都有長期漂移率的特性，而且守時用的原子鐘一旦工作就不允許再進行調(diào)整，這樣就出現(xiàn)了雖然守時原子鐘具有優(yōu)良的頻率特性，但隨著長時間連續(xù)運行，守時累計誤差會不斷增大的問題。
[0003]高精度頻率與相位調(diào)整裝置是守時系統(tǒng)不可或缺的重要設(shè)備，對守時系統(tǒng)的高精度頻率與相位調(diào)整裝置的頻率精度與相位精度的檢測是相當(dāng)必要的。
[0004]由于精密頻率與相位調(diào)整裝置的頻率偏移分辨率和相位偏移分辨力量級很小，直接測量分辨力是不可實現(xiàn)的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種原子鐘頻率與相位調(diào)整裝置以及包含上述裝置的頻率和相位檢測裝置，以解決由于精密頻率與相位調(diào)整裝置的頻率偏移分辨率和相位偏移分辨力量級很小，無法單獨測量分辨力的問題。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案:
[0007]—種原子鐘頻率與相位調(diào)整裝置，該裝置包括:
[0008]參考信號輸入端；
[0009]第一隔離分配放大器，將輸入的5MHz參考信號分為三路5MHz信號；
[0010]10倍倍頻器，對第一路5MHz信號進行10倍倍頻；
[0011 ]頻率綜合模塊，基于外部的頻率和相位控制信息，以10倍倍頻后的第一路5MHz作為時鐘，輸出1MHz信號；
[0012]1/1000分頻器，對頻率綜合模塊輸出的1MHz信號進行1/1000分頻處理；
[0013]1/500分頻器，對第三路5MHz信號進行1/500分頻處理；
[0014]混頻單元，將第二路5MHz信號依次與1/500分頻后的第三路5MHz信號、5MHz信號和經(jīng)I /1000分頻后的頻率綜合器輸出的I OMHz信號混頻，輸出I OkHz的混頻信號；
[0015]環(huán)路濾波器，用于對所述1kHz的混頻信號進行環(huán)路濾波處理；
[0016]高穩(wěn)晶體振蕩器，基于環(huán)路濾波處理后的1kHz混頻信號，輸出5MHz信號。
[0017]優(yōu)選的，所述頻率綜合模塊采用頻率分辨力為2—48，相位分辨力為2—14的頻率綜合器。
[0018]優(yōu)選的，所述混批單元包括:
[0019]第一混頻器，用于將第二路5MHz信號與1/500分頻后的第三路5MHz信號混頻，輸出5MHz+10kHz 信號；
[0020]第二混頻器，用于將5MHz+10kHz信號和外部5MHz信號混頻，輸出1kHz信號；
[0021]第三混頻器，用于將第二混頻器輸出的1kHz信號與經(jīng)1/1000分頻后的頻率綜合器輸出的I OMHz信號混頻，輸出I OkHz的混頻信號。
[0022]優(yōu)選的，該裝置包括第二隔離分配放大器，用于將高穩(wěn)晶體振蕩器輸出的5MHz信號分為三路5MHz信號輸出；其中，第一路5MHz信號輸入第二混頻器，第二路5MHz信號輸出至外部設(shè)備。
[0023]優(yōu)選的，該裝置包括同步模塊，基于第二隔離分配放大器發(fā)出的第三路5MHz信號和Ipps信號，輸出可精密微調(diào)的Ipps信號。
[0024]—種包含如上述原子鐘頻率與相位調(diào)整裝置的頻率檢測裝置，該頻率檢測裝置包括氫原子鐘、第一調(diào)整裝置、第二調(diào)整裝置和多通道頻率測量儀；
[0025]氫原子鐘分別與第一調(diào)整裝置的輸入端、第二調(diào)整裝置的輸入端和多通道頻率測量儀的第一輸入端連接；
[0026]第一調(diào)整裝置的輸出端和第二調(diào)整裝置的輸出端分別與多通道頻率測量儀的第二輸入端和第三輸入端連接；
[0027]所述第一調(diào)整裝置為如權(quán)利要求1所述原子鐘頻率與相位調(diào)整裝置。
[0028]優(yōu)選的，所述第二調(diào)整裝置為HR0G-5型頻率與相位調(diào)整裝置。
[0029]—種包含如上所述原子鐘頻率與相位調(diào)整裝置的相位檢測裝置，該相位檢測裝置包括:
[0030]共視接收機，基于外部信號，發(fā)出同步的第一路Ipps信號、第二路Ipps信號和第三路 Ippsfg 號；
[0031]氫原子鐘，基于第一路Ipps信號，發(fā)出第四路Ipps信號和第五路Ipps信號與第四路5MHz信號和第五路5MHz信號；
[0032]第一調(diào)整裝置，基于第二路Ipps信號和第四路5MHz信號，輸出第一路相位調(diào)整信號；
[0033]第二調(diào)整裝置，基于第三路Ipps信號和第五路5MHz信號，輸出第二路相位調(diào)整信號；
[0034]第一時間間隔測量計數(shù)器，基于第一路相位調(diào)整信號和第四路Ipps信號，獲得第一時差測量值；
[0035]第二時間間隔測量計數(shù)器，基于第二路相位調(diào)整信號和第五路Ipps信號，獲得第二時間測量值；
[0036]所述第一調(diào)整裝置為如權(quán)利要求1所述原子鐘頻率與相位調(diào)整裝置。
[0037]優(yōu)選的，所述第二調(diào)整裝置為HR0G-5型頻率與相位調(diào)整裝置。
[0038]本發(fā)明的有益效果如下:
[0039]本發(fā)明所述技術(shù)方案由于精密頻率與相位調(diào)整裝置的頻率偏移分辨率和相位偏移分辨力量級很小，如果單獨測量分辨力是不可實現(xiàn)的，因此采用同源比較的方法分別檢測頻率與相位的準確度;本方案在保證高精確度的同時，可對分辨力量級很小的頻率與相位進行檢測。
【附圖說明】
[0040]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細的說明；
[0041 ]圖1示出本發(fā)明所述一種原子鐘頻率與相位調(diào)整裝置的示意圖；
[0042]圖2示出本發(fā)明所述頻率檢測裝置的示意圖；
[0043]圖3示出本發(fā)明所述相位檢測裝置的示意圖。
[0044]附圖標號
[0045]1、氫原子鐘，2、第一調(diào)整裝置，3、第二調(diào)整裝置，4、多通道頻率測量儀，5、共視接收機，6、第一時間間隔測量計數(shù)器，7、第二時間間隔測量計數(shù)器。
【具體實施方式】
[0046]為了更清楚地說明本發(fā)明，下面結(jié)合優(yōu)選實施例和附圖對本發(fā)明做進一步的說明。附圖中相似的部件以相同的附圖標記進行表示。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，下面所具體描述的內(nèi)容是說明性的而非限制性的，不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護范圍。
[0047]本發(fā)明公開了如圖1所示，本發(fā)明公開了一種原子鐘頻率與相位調(diào)整裝置，該裝置包括:用于輸入5MHz信號的參考信號輸入端、用于將輸入的5MHz參考信號分為三路5MHz信號的第一隔離分配放大器、基于外部的頻率和相位控制信息，以10倍倍頻后的第一路5MHz作為時鐘，輸出1MHz信號的頻率綜合模塊、將第二路5MHz信號依次與1/500分頻后的第三路5MHz信號、5MHz信號和經(jīng)1/1000分頻后的頻率綜合器輸出的1MHz信號混頻，輸出1kHz的混頻信號的混頻單元和基于所述1kHz混頻信號，輸出5MHz信號的高穩(wěn)晶體振蕩器。本方案中，所述頻率綜合模塊采用頻率分辨力為2—48，相位分辨力為2—14的頻率綜合器。所述混批單元包括:用于將第二路5MHz信號與1/500分頻后的第三路5MHz信號混頻，輸出5MHz+10kHz信號的第一混頻器、用于將5MHz+10kHz信號和外部5MHz信號混頻，輸出1kHz信號的第二混頻器和用于將第二混頻器輸出的1kHz信號與經(jīng)1/1000分頻后的頻率綜合器輸出的1MHz信號混頻，輸出1kHz的混頻信號的第三混頻器。本方案所述的原子鐘頻率與相位調(diào)整裝置進一步包括:設(shè)置在第一隔離分配放大器和頻率綜合模塊之間的10倍倍頻器;設(shè)置在頻率綜合器和第三混頻器之間的1/1000分頻器;設(shè)置在第一隔離分配放大器和第一混頻器之間的1/500分頻器;設(shè)置在第三混頻器和高穩(wěn)晶體振蕩器之間的環(huán)路濾波器。該裝置進一步包括第二隔離分配放大器，用于將高穩(wěn)晶體振蕩器輸出的5MHz信號分為三路5MHz信號輸出；其中，第一路5MHz信號輸入第二混頻器，第二路5MHz信號輸出至外部設(shè)備。該裝置進一步包括同步模塊，基于第二隔離分配放大器發(fā)出的第三路5MHz信號和lpps( IPulse PerSecond)信號，輸出可精密微調(diào)的Ipps信號。
[0048]第一隔離分配放大器的輸入端與參考信號輸入端連接，所述第一隔離分配放大器的第一輸出端通過10倍倍頻器與頻率綜合器的輸入端連接，頻率綜合器通過控制信號輸入端接收外部設(shè)備發(fā)出的頻率和相位控制信息，所述頻率綜合器的輸出端通過1/1000分頻器與第三混頻器的第一輸入端連接;所述第一隔離分配放大器的第二輸出端與第二混頻器的第一輸入端連接，所述第一隔離分配放大器的第三輸出端通過1/500分頻器與第一混頻器的第二輸入端連接，第一混頻器的輸出端與第二混頻器的第一輸入端連接，第二混頻器的輸出端與第三混頻器的第二輸入端連接;第三混頻器的輸出端通過環(huán)路濾波器與高穩(wěn)晶體振蕩器的壓控端連接，高溫晶體振蕩器的輸出端與第二隔離分配放大器的輸入端連接，第二隔離分配放大器的第一輸出端與第二混頻器的第二輸入端連接，第二隔離分配放大器的第二輸出端輸出5MHz信號，第二隔離分配放大器的第三輸出端與同步模塊連接，同步模塊基于Ipps參考信號和第二隔離分配放大器的第三路5MHz信號輸出高精度可調(diào)的Ipps信號。
[0049]外部5MHz參考信號通過參考信號輸入端輸入裝置，該參考信號經(jīng)過第一隔離分配放大器后輸出第一路5MHz信號、第二路5MHz信號和第三路5MHz信號。第一路5MHz信號經(jīng)低噪聲10倍頻后輸出50MHz信號，用此信號作為頻率綜合器的時鐘。通過程序控制頻率綜合器輸出1MHz信號，該信號再經(jīng)過1/1000