低噪声频率变换技术及铷原子频标的改进

摘要

随着科学技术的高速发展，对频率标准的短期稳定度和相位噪声指标的要求也愈来愈高。本文在对相位噪声的概念、产生及其相关测量方法研究的基础上，设计出一种低噪声频率变换电路。该电路借助于瑞士OSCILLOQtJARTZ公司的超高稳恒温晶体振荡器OCXO 8600(输出频率为5MHz)，采用锁相技术，来生成一个和OCXO 8600具有相同相位噪声指标的100MHz的频标源，从而满足用户多方面的需求。 同时，在传统的被动型铷原子频标中，由于来自于量子部分、频率变换部分以及信号处理部分的很多因素使铷原子频标中的压控晶体振荡器的短期稳定度性能恶化，以至于被动型铷原子频标的短期稳定度和相位噪声指标在一个时间段内没有高稳晶体振荡器的好。针对传统的铷原子频标中存在的问题，本文经过理论分析和实验验证，提出非实时控制的方法，将铷原子频标的优点与高稳晶体振荡器的优良特性相结合，从而提高铷原子频标的短期稳定度。

目录

文摘

英文文摘

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第一章 绪论

1.1频率标准的技术指标

1.2原子频标概述

1.2.1原子频标的基本原理

1.2.2原子频标的发展及应用

1.2.3铷原子频标介绍

1.3本论文的主要工作与内容安排

1.4小结

第二章相位噪声测量

2.1相位噪声的基本概念

2.2相位噪声的来源

2.3相位噪声的常用测量方法

2.3.1直接频谱仪法

2.3.2鉴频法

2.3.3鉴相法

2.4小结

第三章低噪声频率变换电路设计方案

3.1设计需求

3.2电路设计方案

3.2.1电路组成与分析

3.2.2信号整形电路

3.2.3异或门鉴相电路

3.2.4分频电路

3.3印制电路板的制作

3.3.1 Protel的设计流程

3.3.2印制电路板的设计要点

3.3.3 PCB设计中降低相位噪声的方法

3.4测量数据分析

3.5小结

第四章被动型铷原子频标的改进

4.1影响铷原子频标短稳的因素

4.2铷原子频标的改进方法

4.3实验验证及结果分析

4.4小结

结论

致谢

参考文献

研究生在读期间的研究成果