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专利号: 2013100407687
申请人: 江汉大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电子电路
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种精细结构常数变化测量方法,其特征在于,包括以下步骤:

原子钟组内原子钟物理系统的输出频率信号经过隔离放大器后,一路输出至与原子钟对应的计数器组用于测频,所述计数器组将测得的频率输出到微控制器;经隔离放大后的输出频率信号另一路送至频稳测试仪中,与高稳信号源输出的高稳时钟信号做对比,得到原子钟的输出频率漂移量df1输出至微控制器;

微控制器根据接收到每日的输出频率漂移量df1与存储在微控制器内部对应原子钟的每日平均输出频率漂移量 做对比;

如果df1与 不相等且df1与 处于同一个数量级时,微控制器根据存储的每台原子钟的“每日平均输出频率漂移量 与平均电压控制量 的参照关系,选择与原子钟的每日平均输出频率漂移量 对应的平均电压控制量 平均电压控制量 数字信号经D/A转换模块转换成模拟信号后送至恒流源中,所述恒流源将电压信号转换为电流信号,电流信号作用于原子钟物理系统内的C场,相应原子钟每日的输出频率漂移量修正到 从而对原子钟组的频率漂移进行修正;

微控制器通过计数器组对经过频率漂移修正后的原子钟组内不同种类的原子钟的输出频率进行测量,将每台原子钟每天输出的频率分别用精细结构常数的幂级数表示,探测出精细结构常数随时间变化的情况。

2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括以下步骤:

所述df1与 不相等、df1与 不在同一个数量级且 为整数时,需要对原子钟进行多次频率漂移修正;第一次修正时,原子钟需要的频率漂移量为df1+df2,微控制器根据存储的每台原子钟的“每日输出频率漂移量df与电压控制量U”的参照关系,选择与df1+df2所对应的电压控制量U1,电压控制量U1数字信号经D/A转换模块转换为模拟信号后送至恒流源模块,作用于原子钟物理系统内的C场,相应原子钟每日的输出频率漂移量修正到df1+df2;第二次修正时,原子钟需要的频率漂移量为df1+2df2,微控制器根据所述参照关系选择与df1+2df2所对应的电压控制量U2,以下步骤如第一次修正所述,直到相应原子钟每日的输出频率漂移量修正到df1+2df2;微控制器根据所述参照关系保持输出M次电压控制量,每次需要的原子钟频率漂移量为上一次需要的原子钟频率漂移量基础上加上df2,步骤如第一次修正所述,直到原子钟每日的输出频率漂移量修正到 为止,其中,所述所述 所述M的取值范围为1

3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,还包括以下步骤:

所述df1与 不相等、df1与 不在同一个数量级且 不为整数时,需

要对原子钟进行多次频率漂移修正;第一次修正时,原子钟需要的频率漂移量为微控制器根据所述参照关系选择与 所对应的电压控制量U3,电压控制量U3数字信号经D/A转换模块转换为模拟信号后送至恒流源模块,恒流源模块将电压信号转换为电流信号,电流信号作用于原子钟物理系统内的C场,相应原子钟每日的输出频率漂移量修正到 微控制器根据所述参照关系保持输出M次电压控制量U,每次需要的原子钟频率漂移量为上一次需要的原子钟频率漂移量基础上增加 步骤如第一次修正所述,直到原子钟每日的输出频率漂移量调整到 为止,其中,所述 此时 取整数部分;所述M的取值范围为1

4.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述原子钟组包括N台不同种类的原子钟,所述计数器组包括N个计数器;其中,所述原子钟的台数与所述计数器的个数一一对应,所述N为大于1的自然数。

5.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述原子钟的种类为铷原子钟、氢原子钟、铯喷泉钟、汞原子钟或汞离子钟、钙原子钟。

6.一种应用1-5任意一项所述方法的系统,其特征在于,包括由至少2台原子钟组成的原子钟组、由至少2个计数器组成的计数器组;

原子钟包括原子钟物理系统、隔离放大器、频稳测试仪、高稳信号源、微控制器、D/A转换模块、恒流源模块;

所述原子钟组内的每台原子钟与所述计数器组内的每个计数器一一对应连接,所述计数器组输出与所述微控制器连接;

所述原子钟物理系统输出与所述隔离放大器输入连接,所述隔离放大器输出与所述原子钟对应的计数器连接,所述计数器与所述微控制器连接,所述隔离放大器输出还与所述频稳测试仪输入连接,所述高稳信号源的输出与所述频稳测试仪连接,所述频稳测试仪输出与所述微控制器输入连接,所述微控制器输出与所述D/A转换模块连接,所述D/A转换模块与所述恒流源模块输入连接,所述恒流源模块输出与所述原子钟物理系统连接。

7.如权利要求6所述的系统,其特征在于,所述原子钟组包括N台不同种类的原子钟,所述原子钟的台数与所述计数器的个数对应相等;所述N为大于1的自然数。

8.如权利要求7所述的系统,其特征在于,所述原子钟组内N台原子钟可以共用一台微控制器,所述微控制器为存储有原子钟组内每台原子钟的“每日平均输出频率漂移量 与平均电压控制量 参照关系及“每日输出频率漂移量df与电压控制量U”参照关系的微控制器。

9.如权利要求8所述的系统,其特征在于,所述原子钟的种类为铷原子钟、氢原子钟、铯喷泉钟、汞原子钟或汞离子钟、钙原子钟。