CN105610440A - 一种调整cpt原子频率标准的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种调整CPT原子频率标准的方法及装置,包括:通过接收卫星的第一定时信息,并以此为调整CPT原子钟输出频率的依据,通过不断调整CPT原子钟输出频率对应的第二定时信息与该卫星的第一定时信息的时间相位差(即,频率差)直到满足预设条件,使CPT原子钟输出的频率标准接近于卫星的第一定时信息对应的频率。通过本申请提供的方法,CPT原子钟可以利用卫星定时信息来优化自身输出的频率,并且由于CPT原子钟只要能够接收到卫星的定时信息,便可以优化调整自身的输出频率,所以可以长期保持输出的CPT原子频标的稳定度。
Description
技术领域
本申请涉及原子频率标准领域,尤其涉及一种调整CPT原子频标的方法及装置。
背景技术
原子钟通过利用原子共振频率标准,来计算以及保持时间的准确,是已知的最准确的时间测量和频率标准,也是国际时间和频率转换的基准,在通讯、测量、导航等领域拥有广泛应用前景。
其中,由于利用相干布居囚禁(CoherentPopulationTrapping)CPT原理实现的原子钟,相对于传统原子钟省却了谐振腔,所以具有体积小、功耗低、启动快等优点,使得CPT原子钟更方便、更容易应用在各需要精确定时或者精确频率标准的领域。
现有CPT原子钟,由于其频率准确度为5E-9,而只能作为二级频率标准,并且现有CPT原子钟在经过长时间工作后,其输出的频率会出现偏移(即,长期频率漂移),导致CPT原子钟的频率准确度出现下降。所以现有CPT原子钟无法应用在对频率准确度要求相对较高的领域中,于是,如何提高CPT原子钟的频率准确度,并提高CPT原子钟长期的频率稳定度便成为了现阶段亟待解决的问题。
发明内容
本申请实施例提供一种调整CPT原子频率标准的方法及装置,用以解决现有技术中CPT原子频标的频率准确度低,CPT原子频标的长期频率稳定度低的问题。
本申请实施例提供的一种调整CPT原子频率标准的方法,包括:
CPT原子钟接收卫星的定时信息;
根据所述定时信息,获得第一定时信号;
所述CPT原子钟确定自身的第二定时信号;
根据所述第一定时信号以及所述第二定时信号,获取所述CPT原子钟的频率偏差;
所述CPT原子钟根据所述频率偏差,以及自身的时钟模型,调整所述CPT原子钟中吸收泡的磁场线圈的输入电流,使所述吸收泡内的原子基态的两个超精细能级的频率产生相应变化;
根据所述两个超精细能级的频率变化,通过所述自适应调节环路调整所述CPT原子钟输出的CPT原子频率标准;
判断调整后的CPT原子钟的频率偏差,是否满足预设条件;
若满足,则不再调整所述CPT原子钟中吸收泡的磁场线圈的输入电流;
若不满足,则根据调整后的CPT原子钟的频率偏差,以及所述时钟模型,继续调整所述磁场线圈的输入电流,直到CPT原子钟的频率偏差满足预设的条件为止。
本申请实施例提供的一种调整CPT原子频率标准的装置,包括:自适应调节环路、控制芯片、吸收泡,以及缠绕在吸收泡上的磁场线圈,其中:
控制芯片,用于接收卫星的定时信息,根据所述定时信息,获得第一定时信号,确定所述装置的第二定时信号,根据所述第一定时信号以及所述第二定时信号,获取所述CPT原子钟的频率偏差,根据所述频率偏差,以及自身的时钟模型,调整所述吸收泡的磁场线圈的输入电流,使所述吸收泡内的原子基态的两个超精细能级的频率产生相应变化;
自适应调节环路,用于根据所述两个超精细能级的频率变化,调整所述装置输出的CPT原子频率标准,使所述控制芯片判断调整后输出的CPT原子频率标准对应的频率偏差,是否满足预设条件;
若满足,则所述控制芯片不再调整所述CPT原子钟中吸收泡的磁场线圈的输入电流;
若不满足,则所述控制芯片根据调整后的CPT原子钟的频率偏差,以及所述时钟模型,继续调整所述磁场线圈的输入电流,直到所述装置的频率偏差满足预设的条件为止。
本申请实施例提供一种调整CPT原子频率标准的方法及装置,通过接收卫星的定时信息,获得第一定时信息,并与CPT原子钟自身的第二定时信息进行对比,确定CPT原子钟的频率偏差,即CPT原子钟输出的频率的偏差。之后根据该频率偏差,相应调整CPT原子钟内吸收泡的磁场线圈的输入电流,使CPT原子钟输出调整后的CPT原子频率标准。其中,当该频率偏差不满足预设的条件时,继续调整所述磁场线圈的输入电流,直到CPT原子钟的频率偏差满足预设的条件为止。由于卫星的定时信息的准确度很高,1脉冲秒(1PulsePerSecond,1PPS)定时信息的授时精度可达到20ns,所以根据卫星的定时信息来调整CPT原子钟输出的CPT原子频率标准,可以有效地提高CPT原子钟输出频率的准确度,并且由于调整是可以随时进行的,所以CPT原子频标的长期频率稳定度也可以得到保障。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解,构成本申请的一部分,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:
图1为本申请实施例提供的一种调整CPT原子频率标准的装置结构示意图;
图2为本申请实施例提供的一种调整CPT原子频率标准的装置结构的详细示意图;
图3为本申请实施例提供的一种调整CPT原子频率标准的过程。
具体实施方式
本申请中通过接收卫星的第一定时信息,并以此为调整CPT原子钟输出频率的依据,通过不断调整CPT原子钟输出频率对应的第二定时信息与该卫星的第一定时信息的时间相位差(即,频率差)直到满足预设条件,使CPT原子钟输出的频率标准接近于卫星的第一定时信息对应的频率。通过本申请提供的方法,CPT原子钟可以利用卫星定时信息来优化自身输出的频率,并且由于CPT原子钟只要能够接收到卫星的定时信息,便可以优化调整自身的输出频率,所以可以长期保持输出的CPT原子频标的稳定度。
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
图1为本申请实施例提供的一种调整CPT原子频率标准的装置结构示意图,包括:
自适应调节环路101、控制芯片102、吸收泡103,以及缠绕在吸收泡上的磁场线圈104。
自适应调节环路101,用于根据所述两个超精细能级的频率变化,调整所述装置输出的CPT原子频率标准,使所述控制芯片102判断调整后输出的CPT原子频率标准对应的频率偏差,是否满足预设条件;
若满足,则所述控制芯片102不再调整吸收泡103的磁场线圈104的输入电流;
若不满足,则所述控制芯片102根据调整后输出的CPT原子频率标准对应的频率偏差,以及所述时钟模型,继续调整所述磁场线圈的输入电流,直到所述装置输出的CPT原子频率标准对应的频率偏差满足预设的条件为止。
控制芯片102,用于接收卫星的定时信息,根据所述定时信息,获得第一定时信号,确定所述装置的第二定时信号,根据所述第一定时信号以及所述第二定时信号,获取所述CPT原子钟的频率偏差,根据所述频率偏差,以及自身的时钟模型,调整所述吸收泡103的磁场线圈104的输入电流,使所述吸收泡内103的原子基态的两个超精细能级的频率产生相应变化。
吸收泡103,用于储存对应的原子单质或者对应的原子单质和惰性气体。
磁场线圈104,用于促使吸收泡103中的原子产生基态能级***,并使吸收泡103中的原子产生极化方向改变,而且磁场线圈104产生的磁场大小与吸收泡103中的原子基态两个超精细能级之间的频率有关联关系。
基于图1所示的一种调整CPT原子频率标准的装置结构示意图,本申请还提供一种调整CPT原子频率标准的装置结构的详细示意图,如图2所示。
图2为本申请实施例提供的一种调整CPT原子频率标准的装置结构的详细示意图,包括:
天线201、接收机202、时间数字转换芯片203、控制芯片204、数字模拟转换芯片205、吸收泡206、隔离分频器207、激光器208、自适应调节环路209,以及缠绕在吸收泡上的磁场线圈210。
天线201,用于接收卫星的定时信息;
接收机202,用于根据所述定时信息,获得第一定时信号;
时间数字转换芯片203,用于根据所述第一定时信号以及所述第二定时信号,确定时间间隔信息;
控制芯片204,用于根据所述时间间隔信息,获取所述装置的频率偏差,并根据所述频率偏差,以及时钟模型,确定调整吸收泡206的磁场线圈210的输入电流的调整量。
数字模拟转换芯片205,用于根据调整磁场线圈210的输入电流的调整量,调整磁场线圈210的输入电流,使吸收泡206内的原子基态的两个超精细能级的频率产生相应变化;
吸收泡206,用于储存对应的原子单质或者对应的原子单质和惰性气体;
隔离分频器207,用于确定所述装置的第二定时信号;
激光器208,用于发射激光,并使该激光与吸收泡206中的原子相互作用;
自适应调节环路209,用于根据所述两个超精细能级的频率变化,调整所述装置输出的CPT原子频率标准,使所述控制芯片204判断调整后输出的CPT原子频率标准对应的频率偏差,是否满足预设条件;
若满足,则所述控制芯片204不再调整吸收泡206的磁场线圈210的输入电流;
若不满足,则所述控制芯片204根据调整后输出的CPT原子频率标准对应的频率偏差,以及所述时钟模型,继续调整所述磁场线圈的输入电流,直到所述装置输出的CPT原子频率标准对应的频率偏差满足预设的条件为止。
磁场线圈210,用于促使吸收泡206中的原子产生基态能级***,并使吸收泡206中的原子产生极化方向改变,而且磁场线圈210产生的磁场场大小与吸收泡206中的原子基态两个超精细能级之间的频率有关联关系。
基于图1和图2所示的装置,本申请实施例提供一种调整CPT原子频率标准的方法,如图3所示:
图3为本申请实施例提供的一种调整CPT原子频率标准的过程,其中,CPT原子钟包含自适应调节环路。
并且,该CPT原子钟可以通过该自适应调节环路调整输出的CPT原子频率标准。于是,图3所提供的一种调整CPT原子频率标准的过程,具体可以是:
S301:CPT原子钟接收卫星的定时信息。
由于卫星通信、定位时所需要的时间精度和空间精度很高,所以一般应用于卫星或者卫星网络中的原子钟的精度也很高。则在本申请实施例中所述的CPT原子钟,就可以利用卫星的定时信息作为校准CPT原子钟的输出频率的依据,所以首先要接收卫星的定时信息。
在本申请中所述的卫星的定时信息,可以是全球卫星导航***(GlobalNavigationSatelliteSystem,GNSS)中的卫星定时信息,如,全球定位***(GlobalPositioningSystem,GPS)的卫星定时信息、格洛纳斯(GLONASS)的卫星定时信息、伽利略卫星导航***(Galileosatellitenavigationsystem)的卫星定时信息、北斗卫星导航***(BeiDouNavigationSatelliteSystem,BDS)的卫星定时信息,本申请对接收何种卫星的定时信息并不做具体限定,但是该卫星提供的定时信息的精度应当高于本申请中CPT原子钟的输出频率的精度。
另外,在本申请中可以是由天线接收卫星的定时信息。
S302:根据所述定时信息,获得第一定时信号。
在本申请实施例中,当接收到卫星的定时信息后,由于该定时信息还需要计算才能得到可用的时间精度的信息(即,定时信号),所以在本申请中接收机可以根据天线接收的定时信息,获取第一定时信号,其中,所述的第一定时信号可以是1PPS信号,则所述第一定时信息就是卫星的定时信号所对应的1PPS信号。当然,接收机也根据卫星的定时信息,也可以获取其他的第一定时信号,如,100PPS等,本申请对此并不做特别限定。
当然为了调整CPT原子频率标准的过程更快速,可以选用1PPS信号作为定时信息,而若希望调整CPT原子频率标准的过程缓慢一些,本申请也可以选用其他类型的定时信息。
另外,需要说明的是,如何根据定时信息计算出定时信号并不在本申请的保护范围之内。
S303:所述CPT原子钟确定自身的第二定时信号。
当获得了卫星的定时信息对应的第一定时信号后,在本申请实施例中,还需要确定CPT原子钟自身的定时信号,即第二定时信号,以便在后续步骤中通过对比第一和第二定时信号确定CPT原子钟输出频率的偏差。所以本申请需要确定该CPT原子钟自身的第二定时信号。
具体的,可以通过隔离分频器接收CPT原子钟输出的信号的频率(即,CPT原子频率标准对应的频率),并将该信号的频率转换为第二定时信号。其中,转换为何种类型的定时信号,则与在步骤S302中获取的第一定时信号的类型统一,如第一定时信号类型是1PPS信号,则将CPT原子钟输出的信号转换为该CPT原子钟的1PPS信号,作为第二定时信号。
S304:根据所述第一定时信号以及所述第二定时信号,获取所述CPT原子钟的频率偏差。
在本申请实施例中,由于通过上述步骤S301~203便可以确定卫星信号以及CPT原子钟所对应的定时信号,即第一定时信号和第二定时信号,所以可以进一步确定CPT原子钟输出信号的频率的偏差,以便后续步骤可以根据该频率偏差调整CPT原子钟输出的信号频率。
具体的,由于所述的定时信号是同一类型的定时信号,具有可比性,并且该定时信号可以是脉冲信号,其两个脉冲峰之间的时间间隔理论上为1秒,而实际应用过程中,定时信号的两个脉冲峰之间的时间间隔可能并不是准确的1秒,所以可通过时间数字转换芯片,根据接收到的第一定时信号和第二定时信号,确定这两个定时信号的时间相位差。由于在步骤S301中所述的原因,可以知道第一定时信号的准确度高于第二定时信号,即第一定时信号的两个脉冲峰之间的时间间隔相对于第二定时信号的两个脉冲峰之间的时间间隔更加接近于准确的1秒,所以通过时间数字转换芯片确定的两个定时信号的时间相位差,即为第二定时信号两个脉冲峰之间的时间间隔相偏差的时间。
在本申请实施例中,当确定时间间隔信息后,由于这只是一个时间信息,而CPT原子钟输出的是频率信息,所以还需要进一步将该时间间隔信息转换而对应的频率信息,以便CPT原子钟根据该频率信息进行调整。具体的,可通过控制芯片将该时间间隔信息转换为对应的频率信息,并作为CPT原子钟的频率偏差。当该时间间隔信息转换为频率偏差后,本申请便可以在后续步骤中通过该频率偏差调整CPT原子钟的输出信号的频率。
具体的,控制芯片可以根据时间间隔信息以及卡尔曼(kalman)算法确定CPT原子钟的频率偏差,即,根据迭代公式y(k)=y(k-1)+Q(k)·[x(k)-y(k-1)]确定,其中y(k)为当前时刻(即,第k次)频率偏差的估计值、Q(k)为校正项时变增益、x(k)为通过时间数字转换芯片确定的时间间隔信息、k为采样的数据量。
并且 pe(k)=[1-Q(k)]·p(k)。其中,为x(k)的噪声协方差,可以设为常数1,为实验测得的***过程噪声协方差,在全部迭代过程中保持为常数,p(k)为x(k)的协方差,pe(k)为预设段时间内的x(k)的协防差的平均值。通过上述公式,控制芯片可以确定当前时刻的CPT原子钟的频率偏移,并且通过公式可以知道,这是一个迭代公式,所以该频率偏移的值是收敛的,即,每一次调整后CPT原子钟的频率偏差越小。其中,y(0)为初始频率偏差估计值,可以是预设时间段之前,通过时间数字转换芯片确定的各时间间隔信息的平均值,或者可以通过实验数据预先设定的。
另外,上述迭代公式中所述的预设时间段的时间长短是可以进行调整的,若想要每次调整时间较快,则可以选择较短的时间段,若想要每次调整的精度更高,则可以选择较长的时间段,具体如何选择本申请并不做特别限定。
S305:所述CPT原子钟根据所述频率偏差,以及自身的时钟模型,调整所述CPT原子钟中吸收泡的磁场线圈的输入电流,使所述吸收泡内的原子基态的两个超精细能级的频率产生相应变化。
在本申请实施例中,当确定了CPT原子钟的频率偏差之后,便可以进一步调整该CPT原子钟的输出信号的频率。
由于预先保存有该CPT原子钟的时钟模型,即该CPT原子钟各变量之间的对应关系。则在本申请中,该CPT原子钟各变量之间的对应关系具体可以是:CPT原子钟中吸收泡的磁场线圈的输入电流与该CPT原子钟内吸收泡内的原子基态的两个超精细能级的频率之间的对应关系等。
具体的,可通过控制芯片,根据该CPT原子钟的频率偏差,以及该CPT原子钟的时钟模型,调整数字模拟转换芯片中与该CPT原子钟内吸收泡的磁场线圈的输入电流相连的电压控制引脚的电压,使该CPT原子钟内吸收泡的磁场线圈的输入电流产生与该时钟模型中对应关系一致的变化,从而使该CPT原子钟内吸收泡内的磁场场产生相应变化,进而使该CPT原子钟内吸收泡内的原子基态的两个超精细能级的频率产生偏移。即通过调整CPT原子钟中吸收泡的磁场线圈的输入电流,使该吸收泡内的原子基态的两个超精细能级的频率产生相应变化。
需要说明的是,CPT原子钟的时钟模型,根据CPT原子钟的不同也不一定一致,该时钟模型一般存储在控制芯片内,当然也可以存储在别的存储介质内,只要该控制芯片可以根据该CPT原子钟的时钟模型确定调整该CPT原子钟中吸收泡的磁场线圈的输入电流的调整量即可,本申请对此并不做具体限定。
S306:根据所述两个超精细能级的频率变化,通过所述自适应调节环路调整所述CPT原子钟输出的频率。
在本申请实施例中,由于如图1所示该CPT原子钟内包含自适应调节环路,所以当该CPT原子钟内吸收泡中的原子基态的两个超精细能级的频率变化时,该CPT原子钟可以通过该自适应调节环路,同样的调整该CPT原子钟,使该CPT原子钟经过调整后,该吸收泡内的原子仍然可以处于CPT态,从而使该CPT原子钟能够继续输出频率信号。
需要说明的是,CPT原子钟根据内部结构的不同,其自适应调节环路所调整的变量也不一定一致,如可以调整激光器的输入电流或者调整耦合在激光器输入电流上的微波信号的频率等等,本申请对此并不做特别限定,只要该CPT原子钟的自适应调节环路可以根据吸收泡内原子基态的两个超精细能级的频率的变化,而自动调整CPT原子钟,使该CPT原子钟能够输出对应的频率信号即可。
S307:判断调整后的CPT原子钟的频率偏差,是否满足预设条件,若满足则执行步骤S308,若不满足则执行步骤S309。
在本申请实施例中,当经过步骤S306的调整步骤后,该CPT原子钟输出调整后的频率,而这时由于不能确定该调整后的频率准确度是满足需求,所以还需要进一步确定该调整后的CPT原子钟的频率偏差,是否满足预设条件。
具体的,可以如步骤S304~S305所述的过程,首先通过隔离分频器确定该调整后的CPT原子钟的频率,即,调整后的频率信号对应的调整后的第二定时信号。
其次,通过时间数字转换芯片,根据第一定时信号以及该调整后的第二定时信号,确定调整后的时间间隔信息。
最后,通过控制芯片,根据接收的到该调整后的时间间隔信息,确定CPT原子钟调整后的频率偏差,即CPT原子频率标准对应的频率偏差。
确定了该CPT原子钟调整后的频率偏差后,便可以根据预设的条件,判断该偏差是否满足预设条件,若满足则执行步骤S308,若不满足则执行步骤S309。其中,该预设条件可以根据需要进行调整,如需要CPT原子钟的输出频率信号准确度较高,则可以将该预设条件设置为20ns,即当CPT原子钟输出的频率信号对应的第二定时信号与第一定时信号的时间相位差不高于20ns时,确定该CPT原子钟输出的频率信号满足预设条件。
S308:不再调整所述CPT原子钟中吸收泡的磁场线圈的输入电流。
在本申请实施例中,由于CPT原子钟输出的频率从未间断过,只是根据第一定时信号进行调整,所以当在步骤S307中确定CPT原子钟输出的频率满足需求后,该CPT原子钟已经开始输出满足要求的频率。于是在本申请中,可以不再调整该CPT原子钟,具体的便是可以不再调整CPT原子钟中吸收泡的磁场线圈的输入电流。
S309:根据调整后的CPT原子钟的频率偏差,返回步骤S303。
在本申请中,由于可以通过步骤S304所述的kalman算法不断对在步骤S307中确定的调整后的CPT原子频率标准进行调整,所以当在步骤S307中确定的调整后的CPT原子频率标准不满足预设的条件时,本申请可以再次根据该调整后的CPT原子钟频率,确定调整后的第二定时信息,再次调整CPT原子钟输出的频率,直到该CPT原子频率标准满足预设的条件。
通过如图1、图2和图3所述的装置和方法,本申请可以利用卫星的定时信号作为调整CPT原子钟的标准、依据,并且通过kalman算法的迭代过程不断调整CPT原子钟输出的频率,直到该CPT原子钟的频率偏差满足预设的条件,同时由于只要该CPT原子钟输出的频率不满足预设的条件,则本申请便会再次启动调整过程,所以通过本申请,可以提高CPT原子钟输出的频率准确度,并且可以保证该CPT原子钟的长期稳定度。
另外,图3所示的调整CPT原子频率标准的过程,可以是在该CPT原子钟输出的频率稳定后,再进行调整的。具体可以通过CPT原子钟自带的功能确定该CPT原子钟已经稳定,或者通过测量CPT原子钟输出的频率波动的大小来确定该CPT原子钟是否稳定,本申请对此并不做特别限定。
以上所述仅为本申请的实施例而已,并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的权利要求范围之内。
Claims (10)
1.一种调整CPT原子频率标准的方法,其特征在于,相干布局囚禁CPT原子钟中包含自适应调节环路,所述方法包括:
CPT原子钟接收卫星的定时信息;
根据所述定时信息,获得第一定时信号;
所述CPT原子钟确定自身的第二定时信号;
根据所述第一定时信号以及所述第二定时信号,获取所述CPT原子钟的频率偏差;
所述CPT原子钟根据所述频率偏差,以及自身的时钟模型,调整所述CPT原子钟中吸收泡的磁场线圈的输入电流,使所述吸收泡内的原子基态的两个超精细能级的频率产生相应变化;
根据所述两个超精细能级的频率变化,通过所述自适应调节环路调整所述CPT原子钟输出的频率;
判断调整后的CPT原子钟的频率偏差,是否满足预设条件;
若满足,则不再调整所述CPT原子钟中吸收泡的磁场线圈的输入电流;
若不满足,则根据调整后的CPT原子钟的频率偏差,以及所述时钟模型,继续调整所述磁场线圈的输入电流,直到CPT原子钟的频率偏差满足预设的条件为止。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,接收卫星的定时信息,具体包括:
接收卫星的定时信息以及所述定时信息对应的状态信息;
根据所述定时信息,获得第一定时信号之前,所述方法还包括:
确定所述定时信息对应的状态信息为预设的状态信息。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一定时信号为第一秒脉冲PPS信号,所述第二定时信号为第二PPS信号;
根据所述第一定时信号以及所述第二定时信号,获取所述CPT原子钟的频率偏差,具体包括:
确定所述第一定时信号和所述第二定时信号的相位差,作为时间间隔信息;
根据所述时间间隔信息,获取所述CPT原子钟的频率偏差。
4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,根据所述时间间隔信息,获取所述CPT原子钟的频率偏差,具体包括:
根据下述迭代信息中的至少一种,确定当前所述CPT原子钟的频率偏差的估计值,将所述估计值作为当前CPT原子钟的频率偏差;
所述迭代信息包括:预设时间段内确定的每一个时间间隔信息、预设时间段内各时间间隔信息的平均值、上一次确定的CPT原子钟的频率偏差的估计值。
5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,通过所述自适应调节环路调整所述CPT原子钟输出的频率,具体包括:
通过所述自适应调节环路,调整所述CPT原子钟内激光器的输入电流的大小和/或耦合在所述激光器的输入电流上的微波信号的频率。
6.一种调整CPT原子频率标准的装置,其特征在于,所述装置包括:自适应调节环路、控制芯片、吸收泡,以及缠绕在吸收泡上的磁场线圈,其中:
控制芯片,用于接收卫星的定时信息,根据所述定时信息,获得第一定时信号,确定所述装置的第二定时信号,根据所述第一定时信号以及所述第二定时信号,获取所述CPT原子钟的频率偏差,根据所述频率偏差,以及自身的时钟模型,调整所述吸收泡的磁场线圈的输入电流,使所述吸收泡内的原子基态的两个超精细能级的频率产生相应变化;
自适应调节环路,用于根据所述两个超精细能级的频率变化,调整所述装置输出的CPT原子频率标准,使所述控制芯片判断调整后输出的CPT原子频率标准对应的频率偏差,是否满足预设条件;
若满足,则所述控制芯片不再调整所述CPT原子钟中吸收泡的磁场线圈的输入电流;
若不满足,则所述控制芯片根据调整后的CPT原子钟的频率偏差,以及所述时钟模型,继续调整所述磁场线圈的输入电流,直到所述装置的频率偏差满足预设的条件为止。
7.如权利要求6所述的装置,其特征在于,所述控制芯片具体用于,通过天线接收卫星的定时信息以及所述定时信息对应的状态信息,并在根据所述定时信息,获得第一定时信号之前,确定所述定时信息对应的状态信息为预设的状态信息。
8.如权利要求6所述的装置,其特征在于,所述第一定时信号为第一秒脉冲PPS信号,所述第二定时信号为第二PPS信号;
所述控制芯片具体用于,通过时间数字转换芯片,确定所述第一定时信号和所述第二定时信号的相位差,作为所述时间间隔信息,根据所述时间间隔信息,获取所述CPT原子钟的频率偏差。
9.如权利要求8所述的装置,其特征在于,所述控制芯片具体用于,根据下述迭代信息中的至少一种,确定当前所述CPT原子钟的频率偏差的估计值,将所述估计值作为当前CPT原子钟的频率偏差;所述迭代信息包括:预设时间段内确定的每一个时间间隔信息、预设时间段内各时间间隔信息的平均值、上一次确定的CPT原子钟的频率偏差的估计值。
10.如权利要求6所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:激光器;
所述激光器用于,向所述吸收泡发射激光,使所述激光与所述吸收泡中的原子相互作用,产生CPT原子频率标准;
所述自适应调节环路具体用于,调整所述激光器的输入电流的大小和/或耦合在所述激光器的输入电流上的微波信号的频率。
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