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时间服务器中的可选钟源铷钟基本原理

来源: | 发布日期:2022-02-16

我们公司大部分时间服务器都是可以配置铷钟作为时间源,比如欧洲铷钟、俄罗斯铷钟、国产铷钟及各种指标OCXO,稳定度、相燥、守时指标会不同。今天就讲讲时间服务器中的可选钟源铷钟基本原理。

时间服务器中的可选钟源铷钟基本原理

上篇文章说道,铷钟就是铷原子钟的简称,铷钟主要由伺服电路、倍频综合电路、频率调制、单片机电路、微波倍频电路多个模块构成的。铷频标是一种被动型原子频率,通过利用基态超精细能级之间的跃迁,相应的跃迁频率为6834.682614MHz。原子迁跃对微波信号起鉴频作用而产生误差信号,通过锁相环路伺服晶振的频率,使激励信号频率锁定到原子跃迁频率,实现晶振输出频率的高度稳定和准确。 

其实铷钟的基本工作原理和铯钟类似,都是利用能级跃迁的谐振频率作为基准。原子是按照围绕在原子核周围不同电子层的能量差,来吸收或释放电磁能量的。这里电磁能量是不连续的。当原子从一个高“能量态”跃迁至低的“能量态”时,它就会释放电磁波。这种电磁波特征频率是固定的,这也就是人们所说的共振频率。通过以这种共振频率为节拍器,原子钟可以来测定时间。铷钟利用光抽运的办法进行原子选态,谐振的检测则是利用光检测器(光电池)去测量经谐振腔的抽运光(激励原子跃迁)的传递衰减来完成。当微波频率在跃迁概率的峰值时,传递的光波大概降低1%~10%。铷钟的体积小,预热时间短,长期的老化率为2×10-10/年,如果为改进性能参数而加大体积,则与铯钟同样大小的铷钟也会具有几乎与铯钟一样的性能。

【本文标签】 铷钟基本原理

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