喷泉钟驾驭恒温晶振方法研究

喷泉钟驾驭氢钟、晶振等频率源,能够输出标准频率.为了实现上述目标,本文使用自由运转的恒温晶振5 MHz频率输出作为喷泉钟的本振信号,尝试利用喷泉钟锁定恒温晶振.5 MHz本振信号经过倍频和频率综合生成铯原子喷泉钟激励微波源所使用的9.192 GHz的频率信号.喷泉钟使用PI锁定方法,得到此激励微波源的频率信号与铯原子超精细能级跃迁频率信号的差值.为了驾驭恒温晶振,将恒温晶振5 MHz信号经过相位微跃器的调整,锁定至喷泉钟的超精细能级跃迁频率信号.喷泉钟运行周期约为1.5 s,产生一个频率差值.我们使用每5个频率差值计算一个平均频率差值,多个平均频率差值经过局部加权线性回归算法,预估下一个平均频率差值.预估的频率差值经过计算,得到相对频率调整量.计算模拟表明,存在一组合适的计算参数,使得调整后的纸面频率差值数据稳定度大幅提高.使用这种驾驭方法,将得到的相对频率调整量反馈至相位微跃器.实验表明,参考恒温晶振的相位微跃器5 MHz信号频率漂移消失,中长期频率稳定度有极大的改善.