长期稳定性优化是芯片级原子钟研究的难点问题,本文讨论了在CPT芯片级原子钟长期稳定性优化过程中,滤波器模块的设计原理和要点,并设计了适用于原子钟的巴特沃斯滤波器。最后,基于本实验室所研究的芯片钟系统对该滤波器进行了开环和闭环测试,所得到的千秒稳为6.62×10-12,万秒稳为1.16×10-11,天稳为6.71×10-12。 应信号相位鉴(adr)图3CPT峰处的相位跳变现象基于这一判定准则，可以实现频率锁定，其频率稳定性取决于CPT峰的质量以及锁定过程的精度。1.2滤波器对芯片钟长期性能的影响讨论滤波器是鉴频曲线获取过程中的重要组成部分，其性能会显著影响鉴频结果，在设计过程中需要考虑以下几个因素。原子钟的滤波器设计-电动数控滚圆机滚弧机张家港液压钢管滚圆机滚弧机折弯机（1）幅度响应如图1所示，信号的提取过程是通过在3.4G的射频信号上加入FSK小调制来实现的，得到的有用信号的幅度非常小，通常为mV量级。同时该信号还混在一个V量级的直流信号内。为了充分利用后级ADC的采样位数，滤波器需要具有较高的放大倍数。通过量级上估算，要将一个1到10mV量级的信号放大到1V左右，设计的滤波器需要有超过100倍的放大倍数。本文由公司网站 张家港蔬菜大棚滚圆机网站 转载中国知网整理!    http://www.gunyuanji.org/（2）带宽由于使用了FSK小调制的方式，所以响应信号是个单频信号，我们需要提取该信号的幅度和相位信息。为了排除其他部分电路引入的干扰，滤波器最好设为为窄带，高Q值的滤波器，这样可以最大程度的抑制其他噪声对有用信号的影响[5]。（3）频点选取滤波器的中心频率由前级FSK调制频率决定。而前级FSK的频率需要综合单片机的计算能力以及锁相环的入锁时间来决定。本系统采用了LMX2486锁相环芯片，结合射频环路，其入锁时间约为200μs，为了使射频信号在一个采样周期的大部分时间内较为稳定，应该使FSK调制周期比200μs大一个量级左右，即应该远小于5kHz。此外，还应考虑单片机的计算能力。由于本系统采用10MHz的晶振作为时钟，信号在一个采样周期内共进行8次采样，采样位数为16位，进行正交解调大约需要103个时钟周期[6]，即100μs。由于单片机还需要控制系统的其他模块，必须预留出计算能力，因此采样周期至少应比100μs大一个量级原子钟的滤波器设计-电动数控滚圆机滚弧机张家港液压钢管滚圆机滚弧机折弯机本文由公司网站 张家港蔬菜大棚滚圆机网站 转载中国知网整理!    http://www.gunyuanji.org/