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、倍频综合电路几个模块组成。
铷频标是一种被动型原子频率,利用的是基态超精细能级之间的跃迁,相应的跃迁频率为6834.682614mhz。原子迁跃对微波信号起鉴频作用而产生误差信号,通过锁相环路伺服晶振的频率,使激励信号频率锁定到原子跃迁频率,实现晶振输出频率的高度稳定和准确。
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。
目前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,往往应用在国防卫星,科研计量等领域,较少被应用在民用生产测试,研发制造等方面。铷钟具有短期稳定性高,体积小巧,便于携带的特点,并且价格合适,非常适合于在各个领域使用。
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