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台式铷钟的运作原理分析
发布时间:2016-04-23   点击次数:1027次
  台式铷钟的运作原理分析
  台式铷钟又被称为铷原子钟,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合成,送到量子系统与铷原子跃迁频率进行比较。误差信号送回到压控晶体振荡器,对其频率进行调节,使其锁定在铷原子特有的能级跃迁所对应的频率上。铷原子频标短期稳定度zui高可达到10-12量级,准确度为±5×10-11,在分类上常分为:普通型、军用型、航天型等。由于它体积小、精度高,所以应用zui广。
  台式铷钟铷频率标准不需要真空系统、致偏磁铁和原子束,因而体积小、质量小、预热时间短、价格便宜,但准确度差、频率漂移比较大,仅能用作二级标准。铷频率标准可通过GPS进行快速驯服和外秒同步,克服铷振荡器本身的漂移,可被看作是一个基本的同步时钟单元。通过设计和工艺的改进,产品的可靠性和批量生产也得到保证,现已具备产业化的条件。可以预计,这种带外秒驯服的高性能小型化铷钟将应用于无人值守等苛刻环境,将大大拓展铷钟的应用领域。
  台式铷钟的工作原理与其他原子钟一致,均是使用能级跃迁理论来测定时间:原子是按照围绕在原子核周围不同电子层的能量差,来吸收或释放电磁能量的。这里电磁能量是不连续的。当原子从一个高"能量态"跃迁至低的"能量态"时,它便会释放电磁波。这种电磁波特征频率是固定的,这也就是人们所说的共振频率。通过以这种共振频率为节拍器,原子钟可以来测定时间。例如:假定特定原子的共振频率为1000Hz,则该原子能级跃迁时释放的电磁波振动1000次的时间即为1m秒。
  
  

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