用于CPT原子频标的高性能小型合成源设计.pdf

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1、总第211期舰船电子工程Vo1．32No．12012年第1期ShipElectronicEngineering121用于CPT原子频标的高性能小型合成源设计张俊昌(海军驻北京地区通信军事代表室北京100841)摘要根据相干布居囚禁原子频标对合成源的要求，利用直接数字频率合成器激励锁相环实现了高稳定度、高分辨率、快跳频速度、低相位噪声、小体积的小步长扫描合成源。比较应用于相干布居囚禁原子频标的合成源方案，介绍直接数字频率合成器激励锁相环频率合成器的基本原理，简述用AD9954和ADF4350所设计高性能小型合成源的具体实现方法，并通过仿真优

2、化得到最佳的输出性能。采用DDS与PIL相结合的混合结构设计的合成源，综合了DDS和PLI各自的优点，具有优良的技术性能，进一步提高了CPT原子频标标准输出频率的性能。同时，达到了设计小型化的要求，有利于CPT原子频标的便携式应用。关键词原子频标；相干布居囚禁；合成源；锁相环；ADF4350中图分类号TN743DesignofHigh-PerformanceandMiniatureSynthesizedSourceforCoherentPopulationTrappingAtomicFrequencyStandardZHANGJuncha

3、ng(MarineMilitaryCommunicationRepresentativeOfficeinBeijing，Beijing100841)AbstractInaccordancewiththerequirementtosynthesizedsourcebytheCoherentPopulationTrapping(CPT)atomicfrequencystandard，asynthesizedsource，withthecharacteristicsofhighstability，highresolution，fastfrequ

4、encyhoppingspeed，lowphasenoise，miniature。andsmal1scanningstep。isrealizedthroughdirectdigitalfrequencysynthesizer(DDS)excitingphase-lockedloop(PIL)frequencysynthesizer．Severa1schemesofthesynthesizedsourceforCPTatomicfrequencystandardarecompared．ThebasicprincipleofDDSexciti

5、ngPLLandthepracticalmethodofhigh-performanceandminiaturesynthesizedsourceimplementedusingAD9954plusADF4350areintro—duced．Atlast。thebestperformanceoftheoutputsignalisobtainedbyoptimizingthesimulationresult．Thesynthesizedsourceusingthecombinationstructura1designcombinesthea

6、dvantagesofDDSandPLL，hasexcellenttechnica1performance．andfurtherimprovestheout—putsignaloftheCPTatomicfrequencystandard．Moreover，theoveralldesigncomesuptotheminiaturizedrequirement，andisfavorabletoportableapplicationoftheCPTatomicfrequencystandard．KeyWordsatomicfrequencys

7、tandard，coherentpopulationtrapping，synthesizedsource，phasmlockedloop，ADF4350ClassN帅berTN743这时，CPT原子频标的频率锁定过程要求合成源以1引言3．035732439GHz[3]为中心频率，在小频率范围内小步长相干布居囚禁(CPT，CoherentPopulationTrapping)原进行扫描而获得一个CPT峰信号，通过控制电路将微波子频标是利用原子与相干光相互作用所产生的一种量子干频率锁定在线宽很窄的CPT峰的最大值处，从而实现原涉现象而实现的一

8、种新型原子频标[1]，也是目前从原理上子频标的闭环锁定。显然，CPT原子频标对合成源精度和唯一可实现微型化的原子频标，其体积、功耗比目前体积、体积的要求都比较高，所以需要设计高性能、小体积的合