什么是銣鐘
銣鐘又被稱為銣原子鐘， 銣頻標(biāo)是一種被動(dòng)型原子頻率，利用的是基態(tài)超精細(xì)能級(jí)之間的躍遷，銣原子鐘由銣量子部分和壓控晶體振蕩器組成。銣原子頻標(biāo)短期穩(wěn)定度最高可達(dá)到10-12量級(jí)，準(zhǔn)確度為±5×10-11，具有體積小、精度高的特點(diǎn)。
銣頻率標(biāo)準(zhǔn)不需要真空系統(tǒng)、致偏磁鐵和原子束，因而體積小、質(zhì)量小、預(yù)熱時(shí)間短、價(jià)格便宜，但準(zhǔn)確度差、頻率漂移比較大，僅能用作二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。銣頻率標(biāo)準(zhǔn)可通過(guò)GPS進(jìn)行快速馴服和外秒同步，克服銣振蕩器本身的漂移，可被看作是一個(gè)基本的同步時(shí)鐘單元。通過(guò)設(shè)計(jì)和工藝的改進(jìn)，產(chǎn)品的可靠性和批量生產(chǎn)也得到保證，現(xiàn)已具備產(chǎn)業(yè)化的條件。可以預(yù)計(jì)，這種帶外秒馴服的高性能小型化銣鐘將應(yīng)用于無(wú)人值守等苛刻環(huán)境，將大大拓展銣鐘的應(yīng)用領(lǐng)域。
銣鐘的基本原理
銣原子鐘主要由單片機(jī)電路、伺服電路、微波倍頻電路、頻率調(diào)制、倍頻綜合電路幾個(gè)模塊組成。
銣頻標(biāo)是一種被動(dòng)型原子頻率，利用的是基態(tài)超精細(xì)能級(jí)之間的躍遷，相應(yīng)的躍遷頻率為6834.682614MHz。原子遷躍對(duì)微波信號(hào)起鑒頻作用而產(chǎn)生誤差信號(hào)，通過(guò)鎖相環(huán)路伺服晶振的頻率，使激勵(lì)信號(hào)頻率鎖定到原子躍遷頻率，實(shí)現(xiàn)晶振輸出頻率的高度穩(wěn)定和準(zhǔn)確。
銣鐘的工作原理與其他原子鐘一致，均是使用能級(jí)躍遷理論來(lái)測(cè)定時(shí)間：原子是按照圍繞在原子核周圍不同電子層的能量差，來(lái)吸收或釋放電磁能量的。這里電磁能量是不連續(xù)的。當(dāng)原子從一個(gè)高“能量態(tài)”躍遷至低的“能量態(tài)”時(shí)，它便會(huì)釋放電磁波。這種電磁波特征頻率是固定的，這也就是人們所說(shuō)的共振頻率。通過(guò)以這種共振頻率為節(jié)拍器，原子鐘可以來(lái)測(cè)定時(shí)間。例如：假定特定原子的共振頻率為1000Hz，則該原子能級(jí)躍遷時(shí)釋放的電磁波振動(dòng)1000次的時(shí)間即為1m秒。
時(shí)鐘源材質(zhì)基本上都是石英晶振，給石英施加交變電壓便會(huì)產(chǎn)生規(guī)律的正弦波。少數(shù)頂級(jí)電路會(huì)采用銣鐘，銣鐘的精度可以保持10天不差10皮秒，這個(gè)精度足以使任何人聽(tīng)不到變化。
什么是晶振
晶體振蕩器是指從一塊石英晶體上按一定方位角切下薄片（簡(jiǎn)稱為晶片），石英晶體諧振器，簡(jiǎn)稱為石英晶體或晶體、晶振；而在封裝內(nèi)部添加IC組成振蕩電路的晶體元件稱為晶體振蕩器。其產(chǎn)品一般用金屬外殼封裝，也有用玻璃殼、陶瓷或塑料封裝的。
晶振的原理
晶振在電氣上它可以等效成一個(gè)電容和一個(gè)電阻并聯(lián)再串聯(lián)一個(gè)電容的二端網(wǎng)絡(luò)，電工學(xué)上這個(gè)網(wǎng)絡(luò)有兩個(gè)諧振點(diǎn)，以頻率的高低分其中較低的頻率是串聯(lián)諧振，較高的頻率是并聯(lián)諧振。由于晶體自身的特性致使這兩個(gè)頻率的距離相當(dāng)?shù)慕咏谶@個(gè)極窄的頻率范圍內(nèi)，晶振等效為一個(gè)電感，所以只要晶振的兩端并聯(lián)上合適的電容它就會(huì)組成并聯(lián)諧振電路。這個(gè)并聯(lián)諧振電路加到一個(gè)負(fù)反饋電路中就可以構(gòu)成正弦波振蕩電路，由于晶振等效為電感的頻率范圍很窄，所以即使其他元件的參數(shù)變化很大，這個(gè)振蕩器的頻率也不會(huì)有很大的變化。
其次來(lái)談下晶振的基本分類：晶體振蕩器也分為無(wú)源晶振和有源晶振兩種類型。無(wú)源晶振需要借助于時(shí)鐘電路才能產(chǎn)生振蕩信號(hào)，自身無(wú)法振蕩起來(lái)；有源晶振是一個(gè)完整的諧振振蕩器。石英晶體振蕩器與石英晶體諧振器都是提供穩(wěn)定電路頻率的一種電子器件。石英晶體振蕩器是利用石英晶體的壓電效應(yīng)來(lái)起振，而石英晶體諧振器是利用石英晶體和內(nèi)置IC共同作用來(lái)工作的。