任小红, 闫树斌, 刘俊, 秦丽, 熊继军

(中北大学 电子测试国防重点实验室仪器科学与动态测试教育部重点实验室,山西 太原 030051)

0 引言

CPT原子钟由于其特殊的机理而具有体积小、功耗低、启动快等优点,被广泛的应用于通信、导航、卫星以及电力等相关领域,因此近年来受到了各国的高度重视,并且相继有产品问世。为了满足 CPT原子钟体积小、功耗低的特点,CPT原子钟微波信号源的设计也要满足体积小、功耗低的特点。由于锁相环(PLL,Phase Lock Loop)倍频技术在相噪和杂散指标上有较高的性能,可以满足 CPT原子钟目前的发展需求。因此,对于CPT原子钟微波信号源来讲多采用锁相环倍频技术方案。Symmetricom和 Kernco是世界上现阶段仅有的把CPT原子钟商品化的厂家,他们的微波信号源均采用了PLL方案[1]。为了进一步降低功耗、减小体积,国外许多单位,包括安捷伦、Avago、美国国家标准技术研究院和Symmetricom等目前都在探索新的微波信号源方案。

现采用锁相环倍频技术设计了一种中心频率为3.417 340 GHz,变化范围为 6k Hz的微波信号源,该信号源可以应用于CPT原子钟的设计。

1 锁相环倍频技术的基本原理

锁相环倍频技术是基于锁相环技术的一种应用,而锁相环是现代电子系统中应用广泛的一个基本部件,是一种自动相位控制(APC)系统,它的基本作用是在环路中产生一个振荡信号(有时也称本地振荡),这个信号的频率受控制电压的作用,当环路锁定时,振荡信号的输出频率与输入信号的频率完全相等,两个信号的相位差保持恒定,实现了无频率误差的信号跟踪。……