宇航计测技术 ›› 2017, Vol. 37 ›› Issue (1): 35-38.doi: 10.12060/j.issn.1000-7202.2017.01.08

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IIR滤波器在芯片原子钟中的应用

阮恩梅1；吴红卫1；陈杰华1；顾思洪1   

  1. 1、中国科学院武汉物理与数学研究所，原子频标重点实验室，武汉 430071
  • 出版日期:2017-02-25 发布日期:2017-02-25
  • 作者简介:阮恩梅(1992-),女，硕士在读，主要研究方向：芯片原子钟数字电路优化技术。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金（11304362，11604371）.

Application of IIR Filter in Chip-scale Atomic Clock

RUAN En-mei1；WU Hong-wei1；CHEN Jie-hua1；GU Si-hong1   

  1. 1、Key Laboratory of Atomic Frequency Standards,Wuhan Institute of Physics and Mathematics,Chinese Academy of Sciences,Wuhan,Hubei 430071,China
  • Online:2017-02-25 Published:2017-02-25

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摘要： 芯片原子钟是具有小体积，低功耗特点的原子钟。本文采用了IIR滤波器方案对芯片原子钟物理系统输出信号进行处理，该方案有利于减小芯片原子钟的体积、提高芯片原子钟短期频率稳定度。实验结果表明，与FIR滤波方案相比，IIR滤波器使用的FPGA资源减小了约58%；与现有模拟滤波方案相比，使用IIR滤波器方案的芯片原子钟频率稳定度提高了1.4×10-10τ-1/2（τ=1s-100s），电路面积减小了10%。

关键词: IIR滤波器, 芯片原子钟, 数字滤波, 级联型

Abstract: Chip-scale atomic clock (CSAC) is a type of miniaturized coherent population trapping (CPT) atomic clock with small scale and low-power.In this paper,we adopted the design of IIR filter to deal with output signal of CSAC.The design can help reduce the volume and improve short-term frequency stability of CSAC The experimental result shows  that resources IIR filter occupied is reduced by nearly 58% while compared with FIR filter.Besides,the short-term frequency stability of CSAC is improved by 1.4×10-10τ-1/2（τ=1s-100s）and the circuit size is reduced by 10% when compared with analog filter.

Key words: IIR filter, Chip-scale atomic clock, Digital filter, Cascaded

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