铷原子钟由铷量子部分和压控晶体振荡器组成。压控晶体振荡器的频率经过倍频和频率组成,送到量子体系与铷原子跃迁频率作比较。差错信号送回到压控晶体振荡器,对其频率进行调理,使其确定在铷原子特有的能级跃迁所对应的频率上。铷原子频标短期安稳度可到达10-12量级,精确度为±5×10-11,在分类上常分为:普通型、等。因为它体积小、精度高,所以运用广。铷原子钟主要由单片机电路、伺服电路、微波倍频电路、频率调制、倍频归纳电路几个模块组成。铷频标是一种被迫型原子频率,运用的是基态超精密能级之间的跃迁,相应的跃迁频率为6834.682614MHz。原子迁跃对微波信号起鉴频效果而发生差错信号,经过锁相环路伺服晶振的频率,使鼓励信号频率确定到原子跃迁频率,完成晶振输出频率的高度安稳和精确。铷钟的作业原理与其他原子钟共同,均是运用能级跃迁理论来测定时刻:原子是依照围绕在原子核周围不同电子层的能量差,来吸收或开释电磁能量的。这儿电磁能量是不接连的。当原子从一个高“能量态”跃迁至低的“能量态”时,它便会开释电磁波。这种电磁波特征频率是固定的,这也便是人们所说的共振频率。经过以这种共振频率为节拍器,原子钟能够来测定时刻。例如:假定特定原子的共振频率为1000Hz,则该原子能级跃迁时开释的电磁波振荡1000次的时刻即为1m秒。现在市场上的原子钟产品共分为三大类:铷钟、铯钟和氢钟。铯钟和氢钟精度较高,价格昂贵,往往运用在卫星,科研计量等范畴,较少被运用在民用出产测验,研制制作等方面。铷钟具有短期安稳性高,体积细巧,便于带着的特色,而且价格适宜,十分适合于在所有的范畴运用。
咱们常说的铷钟便是铷原子钟, 铷频标是一种被迫型原子频率,运用的是基态超精密能级之间的跃迁,铷原子钟由铷量子部分和压控晶体振荡器组成。铷原子频标短期安稳度可到达10-12量级,精确度为±5×10-11,具有体积小、精度高的特色。
铷频率规范不需要真空体系、致偏磁铁和原子束,因此体积小、质量小、预热时刻短、价格实惠公正,但精确度差、频率漂移比较大,仅能用作二级规范。铷频率规范可经过GPS进行快速征服和外秒同步,战胜铷振荡器自身的漂移,可被看作是一个根本的同步时钟单元。经过规划和工艺的改善,产品的可靠性和批量出产也得到确保,现已具有产业化的条件。能够估计,这种带外秒征服的高性能小型化铷钟将运用于无人值守等严苛环境,将大大拓宽铷钟的运用范畴。