AD9852芯片在原子频标中的应用

引言

　　被动型铷中，综合器模块完成以下功能：

　　(1) 量子系统作为一个鉴频器，基态87Rb原子0-0跃迁的中心频率为6834.××××MHz，其中尾数部分××××频率由综合器产生。

　　(2) 为了实现微波磁共振探测，需要在微波信号上加一个键控小调频(调制频率为几十或上百赫兹)，这项功能亦由综合器来完成。

　　(3) 此外，对量子鉴频信号做同步鉴相时，需要提供同步鉴相参考信号且可移相，此项功能也由综合器完成。

　　在综合器的研发工作中，实际采用了一微处理器与配合使用，构成综合模块。微处理器完成产生同步鉴相参考脉冲与79Hz键控调频方波信号的功能，通过将微处理器产生的方波信号引入DDS的键控调频引脚，由DDS产生5.3125MHz键控调频信号，经滤波后，送入后续混合电路环节中。

　　物理机制

　　在一台实际的被动型铷中，由于各种因素的影响，原子谱线不可能是绝对对称的，尽管压控晶振的频率输出经射频倍频、综合、微波倍频混频后获得的实际频率可以精确等于谱线的峰值频率，但由于实际谱线不对称，经过伺服环路对量子系统输出鉴频信号的处理后，输出的纠偏电压中就具有调频频率的基波分量，该基波分量是一个伪误差电压，会使压控晶振频率拉偏，如图1所示。

　　图1 量子系统鉴频输出示意图

　　若方波调频的深度保持不变，则这个频移量也不变，但是由于传统铷频标中采用了变容二级管调制电路，变容二级管是温敏元件，环境温度变化时，不可避免地将造成方波调频深度发生变化。显然，当方波调频的深度增加时，附加频移量增加;当方波调频的深度减小时，附加频移量减小。因此，铷频标中的谱线不对称，将会通过调制电路给铷频标带来温度系数。故在设计时，将调制电路从变容二极管调制方式改为DDS键控调频调制方式。