数字技术在星载铷原子钟的应用.pdf
我国星载铷原子钟在原理上属于传统型铷钟,其电路更多地使用成熟模拟技术,完成伺服、频综、遥控、遥测和控温等功能.模拟电路存在:电路集成与信号间抗干扰的矛盾,制约了频率短期稳定度的提升;受外界环境温度等变化的影响,制约了频率长期稳定度一致性;在轨遥测精度不足,影响地面对铷钟内部状态的监控等问题.随着数字技术的发展,在现有的成熟数字理论基础上,星载电子产品普遍以FPGA为代表的大规模数字集成电路替代模拟电路;GPSⅢ计划采用全数字载荷;地面上传统和新体制原子钟已广泛地采用了数字技术.与模拟技术相比较,数字技术可通过灵活的软件编程实现相应功能,在电路小型化和信号处理方面具备极大优势.由西安分院研制的星载铷钟攻克了一系列数字技术难题,实现了在国产较低位数的A/D和D/A等器件条件下的数字伺服、数字频综、数字控温、数字遥控、数字遥测等技术的应用.解决了星载铷钟电路的集成度与电路之间电磁兼容性之间的矛盾,实现了频率短期稳定度优于8E-13/(1s≤τ≤100s)的试验结果;电路对环境温度的敏感性降低10倍以上;实现遥测精度提升20倍左右,达到优于1.3mV,满足对铷钟内部参数稳定性准确判读.通过识别单粒子效应对器件的异常影响,分析器件异常对整机的传播链路,采取单粒子效应阈值高的器件降低发生概率,采用三模冗余等措施切断传播链路,实现了数字技术在星载铷钟内的高可靠应用.
作者：刘昶贺玉玲杜二旺许风张荣彦胡家裕程敏杜丽军
作者单位：中国空间技术研究院西安分院,西安,中国,710000
母体文献：第十二届中国卫星导航年会论文集
会议名称：第十二届中国卫星导航年会
会议时间：2021年5月26日
会议地点：南昌
主办单位：中国卫星导航系统管理办公室学术交流中心
语种：chi
分类号：TM9TB9
关键词：星载铷原子钟 数字电路 频率稳定度 闭环增益 温度系数 遥测精度
在线出版日期：2021年8月24日
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