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《第二届中国卫星导航学术年会电子文集》2011年
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锁相环路对氢原子钟性能影响的实验分析

谢彦  蔡勇  
【摘要】:高精度原子钟系统是构成卫星导航定位系统时间尺度的基准,其性能直接关系到系统的定位精度。其中,以氢脉泽信号为基础研制的工程型氢原子钟以高频率稳定度、低相位噪声和集成性、可搬运等优越性能,在建立地面系统标准时间的应用中具有独特优势。由于氢脉泽信号的频率和功率远不能适应工程应用的需要,必须加以锁相环路结合高性能晶体振荡器,输出符合工程应用的标准信号,构成工程型氢原子钟。因此,锁相环路的设计直接关系到工程型氢原子钟的性能优劣。本实验以上海天文台SOHM-4型氢原子钟脉泽信号和新研制的模拟-数字混合型锁相环路为基础,主要分析锁相环路参数对氢原子钟输出信号的短期频率稳定度和单边带相位噪声的影响。本文针对氢脉泽信号高Q值的特殊性,通过理论分析和实验验证寻求与其相匹配的最佳环路参数。实验结果表明,锁相环路的参数设置直接影响到氢原子钟输出信号的性能;在脉泽信号不变的情况下,改进后的锁相环路和主电子学系统可使氢原子钟的频率稳定度提高至1.7E-13/1s,3.3E-14/10s,9.1E-15/100s,2.9E-15/1000s,1.4E-15/10000s,即较之原有的技术指标,在各取样时间范围内,频率稳定度的测试结果均提高了半个量级。
【作者单位】:中国科学院上海天文台
【分类号】:TN911.8;TM935.115

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