星载铯原子钟用高精度频率合成器设计

摘要

铯束管是一种复杂电真空器件,为了实现原子鉴频功能,需要外部电路提供频率为9192.631770 MHz的信号激励铯原子跃迁.设计了一种铯原子钟用精确频率合成器,利用DDS原理具有非线性输出特性"AD9858+滤波器"的电路结构,以80 MHz频率信号作为参考信号、输出频率为87.36823 MHz的中频信号,供锁相环产生激励铯原子跃迁频率的尾数频率.合成器电路结构简单、体积小,控制参数方便计算,在保证输出信号质量的同时,实现了频标电路频率源的小型化.同时,满足星载铯原子钟在空间环境下正常工作的要求,在真空环境下具有良好的电性能和温度特性.该设计已经成功应用于星载铯原子钟,经过长期在轨测试,采用本文提出的高精度频率合成器设计的星载铯原子钟的准确度为-1.52×10-12,满足指标要求.