JPH01114108A - ルビジウム原子発振器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光ボンピング法を用いたルビジウム原子発振器
に関ず２゜ 〔従来の技術〕 従来、ルビジウム原子発振器は原子共鳴部からの信号を
受けて電圧制御水晶発振器に帰還する構成をとっており
、発進周波数を制御する回路はすべてアナログ回路にて
構成されている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

周波数制御回路をアナログ回路で構成すると、部品数が
多くなる為、実装面積が大きくなり、又、調整箇所も多
くなり、高価なものになってしまうという欠点がある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は電圧制御水晶発振器の周波数に矩形波変調を加
え、原子共鳴部からの出力を変調信号より合成された信
号にてスイッチングして、ある−定時間の測定を行う事
により、周波数誤差を電圧差に変換し、これをデジタル
信号化してカウンターを制御し、このデーターをもとに
電圧制御水晶発振器の周波数をコントロールするループ
を構成した事を特徴とする。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
第１図の各部分■〜■における波形とタイミングチャー
トである。

図において、電圧制御型水晶発振器（ＶＣＸＯ）２３は
クロック発生器（ＣＬＫ）２０（５００セ）を１／２分
周回路２１°、２２を介して１／４に分周したパルス■
によって周波数変調されており、こと出力信号がシンセ
サイザー２４で合成逓倍されて、ルビジウム原子共鳴部
２５の共鳴週波数となり原子共鳴部２５に供給される。

原子共鳴部２５の出力は直流アンプ２６を通り、周波数
誤差（Δｆ／ｆ’：Δｆは誤差、ｆは出力周波数）によ
ってｗｃ２図の■−■及び■−■の様な信号となる。今
、■−■の信号をクロック発生器２０上りＡＮＤゲート
３７．３８で合成した信号■及び■によってスイッチ２
７．２８でスイッチングし、それぞれの出力をローパス
フィルタ（ＬＰＦ）２９．３０を通すと、■、■の様な
波形となる。この結果、比較器３１の出力０は原子共鳴
部での中心周波数ｆ。においては、Ｈ，Ｌ、Ｈ。

Ｌ・・・・・・（Ｈはハイ、Ｌはローレベル）トナリ、
Δｆ／ｆ＜−Ｉ　Ｘ　１０−”ではＨ，Ｈ，Ｈ。

Ｈ・・・・・・、Δｆ／ｆ　＞＋Ｉ　Ｘ　１０−１０で
はり、Ｌ。

Ｌ、Ｌ・・・・・・となる。このデータをカウンタ３５
のアップダウン制御端子に送り、その出力をＤ／Ａ変換
器３６でディジタル信号に変換して、ＶＣＸ０２３に制
御電圧として加えてやると、全体のループがロックして
ＶＣＸＯ２３の周波数は高安定となる。

又、全体の構成では、ループのｐツク範囲に引き込む為
の回路が必要であり、原子共鳴部２５の出力■を交流ア
ンプ３２を通すことにより、周波数誤差に応じて■−■
、■−〇、■−◎の様な波形となる。■−■と■−■は
ロック可能範囲であり、このとき、単安定マルチバイブ
レーダ３３の出力０の波形はＨとなる。■−◎はロック
不可範囲であり、出力＠の形波はＬとなる。この信号に
囲では比較器３１の出力０にかかわらずＨとなり、ＶＣ
ＸＯ２３の周波数はスイープすることになる。

また、ロック可能範囲では比較器３１の出力０に応じて
ＶＣＸＯの制御電圧が変化する様に構成されている。

〔考案の効果〕

以上説明した様に本発明は、ルビジウム原子発振器の周
波数制御回路系の信号をディジタル処理することにより
、回路部分の実装面積を小さくでき、部品点数を大幅に
少なくすることが可能になり、超小型で安価の原子発振
器を提供できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
第１図の各点における波形とタイミングを示した図であ
る。 代理人　弁理士　　内　原　　　晋 第　ｆ　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ルビジウム原子発振器において、電圧制御水晶発振器の
   発振周波数に矩形波変調を加え、原子共鳴部からの出力
   を、変調信号より合成された信号にてスイッチングして
   一定時間の電圧を測定する方法によって、周波数偏差を
   電圧に変換してこれをデジタル変換してカウンターを制
   御し、その出力データをもとに電圧制御水晶発振器の周
   波数を制御するループを構成したことを特徴とするルビ
   ジウム原子発振器。