基于FPGA的小型集成化CPT原子钟的电路设计与实现

来源 :北京大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xinfan413
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
本文基于相干布局囚禁(CPT)现象,设计并实现了基于FPGA的小型集成化原子钟的电路系统方案。文中介绍了相干布局囚禁现象产生的机理,并详细阐述了基于此原理所设计的CPT原子钟模块。在此基础上,文中针对每个电路模块的功能,确定了具体的电路实现方案,最终完成了硬件部分的调试和软件部分的编程控制。硬件部分的构成主要包括电流源的设计,射频输出模块的设计,光电探测的设计和ADDA采样模块的设计。软件部分编程包括对系统数字芯片的控制,反馈控制程序的编写,寻峰和锁定的判断等,整体系统只由一片FPGA芯片进行控制编程。最后,对调试完毕的整个原子钟系统进行了稳定度的测量。其百秒稳和千秒稳可以达到10-11量级。  本文的主要工作内容和创新点有如下几条:  1.根据CPT原子钟的设计原理,调研并确定了最终的芯片选型,完成了总体的电路设计。电路板总体体积小于50cm3。遵循了小型化原则。  2.遵循集成化原则,系统所有编程都采用一片FPGA实现。本文完成了所有编程工作,并尽可能将反馈控制算法集成到FPGA内部实现,为芯片级原子钟打下了基础。  3.系统在调试完成之后,可以实现上电自动启动,自动寻峰,自动锁定。整个过程不需要进行任何外部操作。
其他文献
数字计算机是二十世纪人类科技文明进步的重要产物,它的影响渗透到人们生活的方方面面。然而,随着计算机工业的发展和微电子产业的进步,人们已经不能满足于现有计算机的功能,
当前硬件木马的检测方法主要围绕基于旁路信息检测和基于功能检测两大主题。随着芯片特征尺寸的降低,工艺波动的增大降低了基于旁路信息检测方法的分辨率,甚至使其彻底失效。
随着半导体工艺线宽进入纳米等级,片上系统将集成越来越多晶体管,能够实现更多的功能,片上系统由此所带来的能量消耗也成直线上升。如何延长板电脑、智能手机等便携式电子产品的待机时间,提高整个系统的效率成为一个影响产品性能的主要的因素。用传统模拟方法设计的DC/DC转换器虽然在某些性能上能够满足便携式电子产品的需求,但是在低压高效负载变化频繁的应用环境下显得无能为力。采用数字和模拟相结合的设计方法设计的D
龙虱科是水生鞘翅目中的第一大科,种类十分丰富,与人类生活息息相关。本文基于大量的文献及中国水甲虫调查期间采集的龙虱科标本的观察,对中国的龙虱科进行了系统的分类学研究,以
在青岛世园会园区的最西端,坐落着3个现代化的温室大棚,最南端的一个占地约4000平方米,即蔬艺馆。一进门,映入眼帘的是一片花海,红、黄、粉、白多种颜色的球根海棠从廊架上垂
近些年来,现场可编程门阵列(FPGA)以其面市时间短,研发成本低,高灵活性,研发风险小等特点,逐步占领了中低端电路市场,而且随着半导体工艺的发展及存储器、乘法器、处理器等硬
Ⅱ型干扰素是一类重要的可溶性细胞因子,具有抗病毒、免疫调节和抗肿瘤等生物学功能。哺乳动物中,Ⅱ型干扰素仅具有一个成员,即IFN-γ。IFN-γ通过激活JAK-STAT信号通路诱导干扰
红外轴温监测系统是探测和识别运行列车的问题轴承、防止燃轴和切轴、保障行车安全的重要设施。因此,开发研究智能化、标准化、网络化的红外探测系统,提高系统探测速度、可靠性
超高速模数转换器(ADC)是联系模拟世界和数字处理领域的桥梁,在高速通讯领域、软件无线电、雷达系统及测试领域具有广阔的应用前景。本论文基于锗硅异质结工艺,采用级联折叠内
高清数字视频展台是通过CCD/CMOS摄像机以光电转换技术为基础,将实物、文稿、图片、过程等信息转换为图像信号输出,在投影机、监视器等显示设备上展示出来的一种演示设备,广