利用相位群处理的铷原子钟频率链接原理

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1、2015年2月西安电子科技大学学报（自然科学版）Feb.2015第42卷第1期JOURNALOFXIDIANUNIVERSITYVol.42No.1doi：10.3969/j.issn.1001-2400.2015.01.018利用相位群处理的铷原子钟频率链接原理苗苗，周渭，李智奇，张雪萍，鲁伟昊（西安电子科技大学机电工程学院，陕西西安）摘要：铷原子频标是使用最多的原子频标。传统的线路实现方案中均采用相同频率信号进行比对构成闭环。钟内由于存在大量的倍频等信号处理环节，影响了铷频标的短期稳定度指标。本文利用相位群同步和群连续的原理，通过广义相位处理的频率链接方法改造原子钟的系统结构。广

2、义相位处理的频率链接方法是推广至不同频率信号比对中的相位差测量方法。相比之下，本文方案简化了系统的频率变换线路，减少了复杂的频率变换线路所引入的相位噪声。通过结构简单的相位群同步实现锁相控制，使原子钟兼顾良好的长短稳指标和相位噪声指标。关键词：原子钟；频率链接；相位群同步中图分类号：TMG306.0文献标识码：A文章编号：1001-2400(2015)01-0122-07PrincipleresearchonfrequencychainofrubidiumatomicclockbasedongroupphaseprocessingMIAOMiao,ZHOUWei,LIZhiqi,ZH

3、ANGXueping,LUWeihao(SchoolofMechano-electronicEngineering,XidianUniv.,Xi’an710071,China)Abstract:Therubidiumatomicclockisthemostcommonlyused.Traditionalcircuitschemeusuallyadoptthecomparisonofthesamefrequencysignalstobeaclosingloop.Existingofmanyfrequencymultipliers,theshortstabilityofrubidiumc

4、lockischanging.Basedontheprincipleofphasegroupsynchronizationandphasegroupcontinuation,theconstructionoftheclockisimprovedbythefrequencylinkonthegeneralizedphaseprocessing.Thefrequencylinkmethodonthegeneralizedphaseprocessingisspreadingintothephasemeasurementbetweendifferentfrequencysignals.Com

5、paringwiththetraditionalmethod,theschemesimplifiesthefrequencytransformingcircuit,decreasesthephasenoisefromthem.Withthesimpleconstructthephasegroupsynchronizationmakethestabilityandthephasenoisebetter.Keywords:atomicclock,frequencylink,phasegroupsynchronization1概述卫星导航定位系统现已应用于国防、科技、民生等各个社会领域，具

6、有重大的战略意义。各个层面的用户都是通过卫星导航系统获取精密的定位信息，而其中的位置、速度等信息的获取主[1]要依赖于时间的测量。时间测量的精确度又可以溯源到其中的核心——原子频标。正如王义遒教授所说，“时间频率是强国强军的关键技术——原子钟是时间频率的核心部件”。目前国际上原子______________________________收稿日期：2013-08-30网络出版时间：2014-05-1409:37基金项目：国家自然科学基金资助项目(10978017，61201288)；基本科研业务费资助项目(K5051304019，K505130402)作者简介：苗苗（1981-），女

7、，讲师，西安电子科技大学博士研究生，E-mail：mmiao@mail.xidian.edu.cn网络出版地址：http://www.cnki.net/kcms/doi/10.3969/j.issn.1001-2400.2015.01.018.html第1期苗苗等：基于相位群处理的铷原子钟频率链接123频率标准器仍以铯、氢、铷原子频标为主。铯原子喷泉钟是目前世界上精度最高的微波原子钟，-16其中法国巴黎天文台的3台喷泉钟和NIST喷泉钟的准确度和日稳定度均