JPH0229126A - セシウム原子発振器 - Google Patents
セシウム原子発振器Info
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- JPH0229126A JPH0229126A JP63179614A JP17961488A JPH0229126A JP H0229126 A JPH0229126 A JP H0229126A JP 63179614 A JP63179614 A JP 63179614A JP 17961488 A JP17961488 A JP 17961488A JP H0229126 A JPH0229126 A JP H0229126A
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- TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N caesium atom Chemical group [Cs] TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 55
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03L—AUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
- H03L7/00—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
- H03L7/26—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using energy levels of molecules, atoms, or subatomic particles as a frequency reference
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔目 次〕
概要
産業上の利用分野
従来の技術
発明が解決しようとする課題
課題を解決するための手段
作用
実施例
■、実施例と第1図との対応関係
■、実施例の構成
■、実施例の動作
(i)1回目のスイープ時の動作
(ii)2回目のスイープ時の動作
■、実施例のまとめ
■8発明の変形態様
発明の効果
〔概 要〕
セシウム原子の共鳴現象を利用して高精度出力を得るセ
シウム原子発振器に関し、 帰還ループの利得を大きくすると共に、水晶発振器の可
変範囲補正の手間を低減することを目的とし、 水晶発振器と、セシウムビーム管と、変調手段と、発振
器制御手段とを有するセシウム原子発振器において、水
晶発振器の出力周波数を変化させるスイープ手段と、セ
シウムビーム管から出力される変調周波数の2倍の周波
数出力の中から最大値を保持する最大値保持手段と、こ
の最大値とセシウムビーム管から出力される2倍の周波
数出力とを比較する比較手段と、水晶発振器を制御する
ための帰還ループを閉じるループ接続手段とを備え、水
晶発振器の出力周波数を所定の範囲で変化させたときに
、最大値保持手段に保持されている最大値とセシウムビ
ーム管の出力とを比較し、所定の関係が成立したときに
ループ接続手段に指示を送って帰還ループを閉じるよう
に構成する。
シウム原子発振器に関し、 帰還ループの利得を大きくすると共に、水晶発振器の可
変範囲補正の手間を低減することを目的とし、 水晶発振器と、セシウムビーム管と、変調手段と、発振
器制御手段とを有するセシウム原子発振器において、水
晶発振器の出力周波数を変化させるスイープ手段と、セ
シウムビーム管から出力される変調周波数の2倍の周波
数出力の中から最大値を保持する最大値保持手段と、こ
の最大値とセシウムビーム管から出力される2倍の周波
数出力とを比較する比較手段と、水晶発振器を制御する
ための帰還ループを閉じるループ接続手段とを備え、水
晶発振器の出力周波数を所定の範囲で変化させたときに
、最大値保持手段に保持されている最大値とセシウムビ
ーム管の出力とを比較し、所定の関係が成立したときに
ループ接続手段に指示を送って帰還ループを閉じるよう
に構成する。
本発明は、セシウム原子発振器に関し、特に、セシウム
原子の共鳴現象を利用して高精度出力を得るセシウム原
子発振器に関するものである。
原子の共鳴現象を利用して高精度出力を得るセシウム原
子発振器に関するものである。
一般に、原子発振器は、水晶発振器の出力周波数を原子
あるいは分子の吸収スペクトルに基づいて制御するもの
である。
あるいは分子の吸収スペクトルに基づいて制御するもの
である。
第4図に、従来のセシウム原子発振器の構成を示す。
従来のセシウム原子発振器は、水晶発振器411、変調
器4I31発振器4152周波数合成器417、セシウ
ムビーム管(以後CBTと称する)419、第1増幅器
421.第2増幅器4230ツク回路425.同期検波
器427.積分器429を備えている。
器4I31発振器4152周波数合成器417、セシウ
ムビーム管(以後CBTと称する)419、第1増幅器
421.第2増幅器4230ツク回路425.同期検波
器427.積分器429を備えている。
水晶発振器411は、原子発振蓋止して所定周波数の出
力(例えば10MHz)を得るためのものである。
力(例えば10MHz)を得るためのものである。
また、CBr419は、セシウムビーム発生器。
共鳴部、検出器等を備えており、この共鳴部において所
定周波数(約9. 192 GHz)付近のマイクロ波
をセシウムビームに供給し、このときの共鳴現象を検出
器で検出して出力する。
定周波数(約9. 192 GHz)付近のマイクロ波
をセシウムビームに供給し、このときの共鳴現象を検出
器で検出して出力する。
第5図に、CBr419における共鳴パターンを示す。
図において、横軸はマイクロ波の周波数を、継軸は共鳴
の大きさを表している。実際にこのCBr419におい
て共鳴を引き起こすマイクロ波の周波数は、変調器41
3によって水晶発振器411の出力を発振器415の出
力(例えば100Hz)で位相変調したものを、更に周
波数合成器417で合成したものである。従って、ある
位相変調されたマイクロ波に対するCBr419の出力
もある交流成分を持っており、共鳴の大きさはこの交流
成分の振幅の大きさに比例し、スペクトルのピーク点(
a、b、c点等)を境にして位相が180度反転する。
の大きさを表している。実際にこのCBr419におい
て共鳴を引き起こすマイクロ波の周波数は、変調器41
3によって水晶発振器411の出力を発振器415の出
力(例えば100Hz)で位相変調したものを、更に周
波数合成器417で合成したものである。従って、ある
位相変調されたマイクロ波に対するCBr419の出力
もある交流成分を持っており、共鳴の大きさはこの交流
成分の振幅の大きさに比例し、スペクトルのピーク点(
a、b、c点等)を境にして位相が180度反転する。
セシウム原子発振器は、このCBr419の出力(交流
出力)に応じて水晶発振器411の周波数を制御するも
のである。CBr419の出力の中の基本波(CBr4
19に供給されるマイクロ波の変調周波数と同じ周波数
の信号)を第1増幅器421で増幅し、その増幅出力を
同期検波器427で検波する。積分器429は、この同
期検波器427の検波出力を積分して、積分値に応した
電圧を水晶発振器411に供給する。水晶発振器411
はこの供給電圧に応じて制御される。このようにして、
水晶発振器411の出力に応じた帰還ループが形成され
ており、水晶発振器411の出力周波数を極めて高精度
に一定に保つことが可能となる。
出力)に応じて水晶発振器411の周波数を制御するも
のである。CBr419の出力の中の基本波(CBr4
19に供給されるマイクロ波の変調周波数と同じ周波数
の信号)を第1増幅器421で増幅し、その増幅出力を
同期検波器427で検波する。積分器429は、この同
期検波器427の検波出力を積分して、積分値に応した
電圧を水晶発振器411に供給する。水晶発振器411
はこの供給電圧に応じて制御される。このようにして、
水晶発振器411の出力に応じた帰還ループが形成され
ており、水晶発振器411の出力周波数を極めて高精度
に一定に保つことが可能となる。
尚、このセシウム原子発振器の起動時には、第2増幅器
423によって2倍波(基本波の2倍の周波数の信号で
あり、スペクトルのピーク点に相当するマイクロ波を供
給したときに得られる(ピーク点を境にして出力の位相
が反転するため))を増幅し、この増幅出力に応してロ
ック回路425が動作する。ロック回路425は、スペ
クトルのピーク点に対応して積分器429に指示を送り
、以後、水晶発振器411の帰還ループが形成される。
423によって2倍波(基本波の2倍の周波数の信号で
あり、スペクトルのピーク点に相当するマイクロ波を供
給したときに得られる(ピーク点を境にして出力の位相
が反転するため))を増幅し、この増幅出力に応してロ
ック回路425が動作する。ロック回路425は、スペ
クトルのピーク点に対応して積分器429に指示を送り
、以後、水晶発振器411の帰還ループが形成される。
ところで、上述した従来の発振器方式にあっては、帰還
ループの利得が小さいという問題点があった。
ループの利得が小さいという問題点があった。
水晶発振器411は電源を投入した直後は第6図に示さ
れる周波数過渡応答を示すため、安定した後に所望のピ
ーク点(b点)のみを含むように水晶発振器411の可
変範囲(制御範囲)を設定する必要があり、水晶発振器
411の可変範囲を小さくしなければならない。このた
め、帰還ループの利得は小さくなる。
れる周波数過渡応答を示すため、安定した後に所望のピ
ーク点(b点)のみを含むように水晶発振器411の可
変範囲(制御範囲)を設定する必要があり、水晶発振器
411の可変範囲を小さくしなければならない。このた
め、帰還ループの利得は小さくなる。
また、この水晶発振器411の可変範囲は経年変化によ
って変化(シフト)するため、この経年変化によって他
のピーク点(a、c点)が可変範囲に含まれないような
高級な水晶発振器を使用するか、この可変範囲を補正す
る手間がかかるという問題点があった。
って変化(シフト)するため、この経年変化によって他
のピーク点(a、c点)が可変範囲に含まれないような
高級な水晶発振器を使用するか、この可変範囲を補正す
る手間がかかるという問題点があった。
本発明は、このような点にかんがみて創作されたもので
あり、水晶発振器の可変範囲を大きくすることにより、
帰還ループの利得を大きくすることができ、力ぐつ水晶
発振器の可変範囲補正の手間を低減するようにしたセシ
ウム原子発振器を従供することを目的としている。
あり、水晶発振器の可変範囲を大きくすることにより、
帰還ループの利得を大きくすることができ、力ぐつ水晶
発振器の可変範囲補正の手間を低減するようにしたセシ
ウム原子発振器を従供することを目的としている。
第1図は、本発明のセシウム原子発振器の原理ブロック
図である。
図である。
図において、所定周波数の出力を得る水晶発振器111
と、セシウムビーム管115と、水晶発振器111の出
力に応じて、所定の変調周波数で変調した信号をセシウ
ムビーム管115に供給する変調手段113と、セシウ
ムビーム管115の出力に応じて水晶発振器111の出
力周波数を制御する発振器制御手段117とを有するセ
シウム原子発振器におけるスイープ手段151は、水晶
発振器111に指示を送り、水晶発振器111の出力周
波数を所定の範囲で変化させる。
と、セシウムビーム管115と、水晶発振器111の出
力に応じて、所定の変調周波数で変調した信号をセシウ
ムビーム管115に供給する変調手段113と、セシウ
ムビーム管115の出力に応じて水晶発振器111の出
力周波数を制御する発振器制御手段117とを有するセ
シウム原子発振器におけるスイープ手段151は、水晶
発振器111に指示を送り、水晶発振器111の出力周
波数を所定の範囲で変化させる。
最大値保持手段131は、セシウムビーム管115から
出力される変調周波数の2倍の周波数出力の中から、最
大値を保持する。
出力される変調周波数の2倍の周波数出力の中から、最
大値を保持する。
比較手段141は、最大値保持手段131に保持された
最大値と、セシウムビーム管115から出力される2倍
の周波数出力とを比較する。
最大値と、セシウムビーム管115から出力される2倍
の周波数出力とを比較する。
ループ接続手段121は、水晶発振器111を制御する
ための帰還ループを閉じる。
ための帰還ループを閉じる。
全体として、スイープ手段151によって水晶発振器1
11の出力周波数を所定の範囲で変化させたときに、最
大値保持手段131に保持されている最大値とセシウム
ビーム管115の出力とを比較手段141によって比較
し、所定の関係が成立したときにループ接続手段121
に指示を送って帰還ループを閉じるように構成されてい
る。
11の出力周波数を所定の範囲で変化させたときに、最
大値保持手段131に保持されている最大値とセシウム
ビーム管115の出力とを比較手段141によって比較
し、所定の関係が成立したときにループ接続手段121
に指示を送って帰還ループを閉じるように構成されてい
る。
スイープ手段151から水晶発振器111に指示を送り
、水晶発振器111の出力周波数を所定の範囲で変化さ
せる。このときセシウムビーム管115から出力される
2倍周波数出力(水晶発振器111からセシウムビーム
管115に供給される信号の変調周波数の2倍の周波数
の出力)の最大値を最大値保持手段131に保持する。
、水晶発振器111の出力周波数を所定の範囲で変化さ
せる。このときセシウムビーム管115から出力される
2倍周波数出力(水晶発振器111からセシウムビーム
管115に供給される信号の変調周波数の2倍の周波数
の出力)の最大値を最大値保持手段131に保持する。
最大値保持手段131に最大値を保持した後、再度スイ
ープ手段151から指示を送り、水晶発振器111の出
力信号を所定の範囲で変化させる。
ープ手段151から指示を送り、水晶発振器111の出
力信号を所定の範囲で変化させる。
このとき、比較手段141において、最大値保持手段1
31に保持されている最大値とセシウムビーム管115
の2倍周波数出力とを比較し、所定の関係が成立したと
きに比較手段141からループ接続手段121に指示を
送る。ループ接続手段121は、この指示に応じて水晶
発振器111を制御するための帰還ループを閉じる。
31に保持されている最大値とセシウムビーム管115
の2倍周波数出力とを比較し、所定の関係が成立したと
きに比較手段141からループ接続手段121に指示を
送る。ループ接続手段121は、この指示に応じて水晶
発振器111を制御するための帰還ループを閉じる。
本発明にあっては、水晶発振器111から出力される信
号の周波数を所定の範囲で変化させたときのセシウムビ
ーム管115の2倍周波数出力の最大値を保持しておき
、セシウムビーム管115の2倍周波数出力、1とこの
最大値とで所定の関係が成立(例えば一致)したときに
帰還ループを閉じることにより、水晶発振器111の出
力の可変範囲を大きくとることができるので、帰還ルー
プの利得を大きくすると共に、水晶発振器の可変範囲を
補正する手間を低減することが可能となる。
号の周波数を所定の範囲で変化させたときのセシウムビ
ーム管115の2倍周波数出力の最大値を保持しておき
、セシウムビーム管115の2倍周波数出力、1とこの
最大値とで所定の関係が成立(例えば一致)したときに
帰還ループを閉じることにより、水晶発振器111の出
力の可変範囲を大きくとることができるので、帰還ルー
プの利得を大きくすると共に、水晶発振器の可変範囲を
補正する手間を低減することが可能となる。
以下、図面に基づいて本発明の実施例について詳細に説
明する。
明する。
第2図は、本発明の一実施例におけるセシウム原子発振
器の構成を示す。
器の構成を示す。
■ と 1 との
ここで、本発明の実施例と第1図との対応関係を示して
おく。
おく。
水晶発振器111は、水晶発振器211に相当する。
変調手段113は、変調器2139発振器215、周波
数合成器217に相当する。
数合成器217に相当する。
セシウムビーム管115は、CBT219に相当する。
発振器制御手段117は、積分器223.同期検波器2
25.第1増幅器227に相当する。
25.第1増幅器227に相当する。
ループ接続手段121は、リレー221.駆動回路24
3に相当する。
3に相当する。
最大値保持手段131は、第2増幅器231゜ピーク値
ホールド回路233に相当する。
ホールド回路233に相当する。
比較手段141は、第2増幅器231.比較器241に
相当する。
相当する。
スイープ手段151は、スイープ回路251゜単安定マ
ルチバイブレーク253に相当する。
ルチバイブレーク253に相当する。
以上のような対応関係があるものとして、以下本発明の
実施例について説明する。
実施例について説明する。
U瀝λl戊
第2図において、本発明実施例のセシウム原子発振器は
、セシウム原子発振器としての所定周波数の出力を得る
水晶発振器211と、帰還ループを形成して水晶発振器
211の出力周波数を制御するために、変調器2131
発振器2152周波数合成器217.CBT219.積
分器223同期検波器225及び第1増幅器227を備
えている。
、セシウム原子発振器としての所定周波数の出力を得る
水晶発振器211と、帰還ループを形成して水晶発振器
211の出力周波数を制御するために、変調器2131
発振器2152周波数合成器217.CBT219.積
分器223同期検波器225及び第1増幅器227を備
えている。
変調器213は、水晶発振器211の出力(例えば10
MHz)を発振器215の出力周波数(例えば100H
z)で位相変調し、更に周波数合成器217は、この変
調器213の出力から所定周波数の信号(セシウム原子
の共鳴現象を生じる9゜192GHz付近の周波数であ
り、位相変調がかかった信号)を得る。
MHz)を発振器215の出力周波数(例えば100H
z)で位相変調し、更に周波数合成器217は、この変
調器213の出力から所定周波数の信号(セシウム原子
の共鳴現象を生じる9゜192GHz付近の周波数であ
り、位相変調がかかった信号)を得る。
CBT219からは周波数合成器217から供給される
信号の周波数に応じた出力が取り出され、この出力の中
の基本波を第1増幅器227で増幅した後に同期検波器
225で同期検波し、更にこの検波出力を積分器223
で積分する。積分器223の出力(電圧)は、水晶発振
器211に供給されており、この出力値に応じて水晶発
振器211の出力周波数が制御される。
信号の周波数に応じた出力が取り出され、この出力の中
の基本波を第1増幅器227で増幅した後に同期検波器
225で同期検波し、更にこの検波出力を積分器223
で積分する。積分器223の出力(電圧)は、水晶発振
器211に供給されており、この出力値に応じて水晶発
振器211の出力周波数が制御される。
また、この原子発振器は、電源投入後にスペクトルの所
望のピーク点(第5図のb点)で制御を行なう帰還ルー
プを形成するタイミングを制御するために、2倍波を増
幅する第2増幅器231と、第2増幅器231で増幅し
た2倍波に基づいてスペクトルのピークを検出するロッ
ク回路237と、第2増幅器231の出力の中の最大値
(CBT219の2倍波出力の振幅の最大値)を保持す
るピ−り値ホールド回路233と、2人力の比較を行な
う比較器241と、所定の範囲で出力電圧を変化させる
スイープ回路251と、単安定マルチバイブレーク25
3と、入力電圧を所定値と比較する電圧比較器261と
、3つのリレー221,235.257と、各リレーを
駆動する2つの駆動回路243,255とを備えている
。
望のピーク点(第5図のb点)で制御を行なう帰還ルー
プを形成するタイミングを制御するために、2倍波を増
幅する第2増幅器231と、第2増幅器231で増幅し
た2倍波に基づいてスペクトルのピークを検出するロッ
ク回路237と、第2増幅器231の出力の中の最大値
(CBT219の2倍波出力の振幅の最大値)を保持す
るピ−り値ホールド回路233と、2人力の比較を行な
う比較器241と、所定の範囲で出力電圧を変化させる
スイープ回路251と、単安定マルチバイブレーク25
3と、入力電圧を所定値と比較する電圧比較器261と
、3つのリレー221,235.257と、各リレーを
駆動する2つの駆動回路243,255とを備えている
。
ニーJロlシλ肱作
次に、上述した本発明実施例のセシウム原子発振器の動
作を説明する。
作を説明する。
第2増幅器231は、リレー235を介してピーク値ホ
ールド回路233あるいは比較器241の何れか一方に
接続されており、初期状態ではピーク値ホールド回路2
33に接続されている。単安定マルチバイブレーク25
3は、リレー257を介してスイープ回路251に接続
されており、初期状態ではこの接続はオン状態にある。
ールド回路233あるいは比較器241の何れか一方に
接続されており、初期状態ではピーク値ホールド回路2
33に接続されている。単安定マルチバイブレーク25
3は、リレー257を介してスイープ回路251に接続
されており、初期状態ではこの接続はオン状態にある。
また、水晶発振器211は、リレー221を介して積分
器223あるいはスイープ回路251の何れか一方に接
続されており、初期状態ではスイープ回路251に接続
されている。
器223あるいはスイープ回路251の何れか一方に接
続されており、初期状態ではスイープ回路251に接続
されている。
いま、スイープ回路251の制御によって2回のスイー
プ(水晶発振器211の出力周波数のスイープ動作)を
行なう。このとき、1回目のスイープにおいて2倍波の
最大振幅を保持する動作を行ない、2回目のスイープに
おいて、この最大振幅に等しい2倍波振幅を得たときに
セシウム原子発振器の帰還ループを閉じる動作を行なう
ものとする。
プ(水晶発振器211の出力周波数のスイープ動作)を
行なう。このとき、1回目のスイープにおいて2倍波の
最大振幅を保持する動作を行ない、2回目のスイープに
おいて、この最大振幅に等しい2倍波振幅を得たときに
セシウム原子発振器の帰還ループを閉じる動作を行なう
ものとする。
1 のスイープ の
セシウム原子発振器に電源投入後、水晶発振器211の
出力周波数が共鳴パターン領域に入ると積分器223の
出力電圧が所定値に達し、電圧比較器261はこの積分
器223の出力電圧を検出して検出回路239に指示を
送る。
出力周波数が共鳴パターン領域に入ると積分器223の
出力電圧が所定値に達し、電圧比較器261はこの積分
器223の出力電圧を検出して検出回路239に指示を
送る。
また、共鳴パターン領域においては、CBT219の出
力の中の2倍波が極大になる点が存在するため、この極
大点(a点)をロック回路237が検出して検出回路2
39に指示を送る。
力の中の2倍波が極大になる点が存在するため、この極
大点(a点)をロック回路237が検出して検出回路2
39に指示を送る。
検出回路239は、共鳴パターン領域に入り、積分器2
23の出力電圧が所定値を越え、しかもロック回路23
7が動作したときに、単安定マルチバイブレーク253
に対して指示を送る。単安定マルチハイブレーク253
は、検出回路239からの指示に応じて、1シヨツト出
力(矩形波出力)をスイープ回路251及び駆動回路2
55に供給する。
23の出力電圧が所定値を越え、しかもロック回路23
7が動作したときに、単安定マルチバイブレーク253
に対して指示を送る。単安定マルチハイブレーク253
は、検出回路239からの指示に応じて、1シヨツト出
力(矩形波出力)をスイープ回路251及び駆動回路2
55に供給する。
なお、本実施例に示す動作は起動時に1回だけ必要であ
るため、検出回路239から単安定マルチバイブレーク
253に送る指示は1回のみとする。
るため、検出回路239から単安定マルチバイブレーク
253に送る指示は1回のみとする。
第3図に、単安定マルチバイブレータ253から出力さ
れる矩形波出力及びこの矩形波出力に対応するスイープ
回路251の出力を示す。スイープ回路251は、例え
ば演算増幅器、抵抗、コンデンサで構成された積分器で
あり、単安定マルチバイブレーク253の出力がハイ状
態のときに積分が行なわれる。第3図のA g域はこの
ハイ状態を示しており、スイープ回路251の積分出力
がリレー221を介して水晶発振器211に供給される
。
れる矩形波出力及びこの矩形波出力に対応するスイープ
回路251の出力を示す。スイープ回路251は、例え
ば演算増幅器、抵抗、コンデンサで構成された積分器で
あり、単安定マルチバイブレーク253の出力がハイ状
態のときに積分が行なわれる。第3図のA g域はこの
ハイ状態を示しており、スイープ回路251の積分出力
がリレー221を介して水晶発振器211に供給される
。
水晶発振器211の出力周波数は、スイープ回路251
の積分出力(電圧値)に応じて制御されるため、単安定
マルチバイブレーク253から出力される信号がハイ状
態のときに、水晶発振器211の出力周波数が変化し、
1回目のスイープが行なわれる。
の積分出力(電圧値)に応じて制御されるため、単安定
マルチバイブレーク253から出力される信号がハイ状
態のときに、水晶発振器211の出力周波数が変化し、
1回目のスイープが行なわれる。
また、単安定マルチバイブレーク253の出力は駆動回
路255に供給されており、駆動回路255は、単安定
マルチハイブレーク253の出力に応じてリレー235
の接続切替えを行なう。ここでは、単安定マルチバイブ
レータ253の出力がハイ状態のときに第2増幅器23
1とピーク値ホールド回路233を接続し、ロー状態の
ときに第2増幅器231と比較器241を接続する。
路255に供給されており、駆動回路255は、単安定
マルチハイブレーク253の出力に応じてリレー235
の接続切替えを行なう。ここでは、単安定マルチバイブ
レータ253の出力がハイ状態のときに第2増幅器23
1とピーク値ホールド回路233を接続し、ロー状態の
ときに第2増幅器231と比較器241を接続する。
従って、1回目のスイープにおいては、第2増幅器23
1の出力端がピーク値ホールド回路233に接続された
状態にあり、CBr419の出力の中の2倍波を増幅し
た信号がピーク値ホールド回路233に供給される。ピ
ーク値ホールド回路233は、供給される信号の振幅の
最大値を保持するため、第4図のb点に対応した2倍波
を増幅した信号がピーク値ホールド回路233に保持さ
れることになる。
1の出力端がピーク値ホールド回路233に接続された
状態にあり、CBr419の出力の中の2倍波を増幅し
た信号がピーク値ホールド回路233に供給される。ピ
ーク値ホールド回路233は、供給される信号の振幅の
最大値を保持するため、第4図のb点に対応した2倍波
を増幅した信号がピーク値ホールド回路233に保持さ
れることになる。
112 のスイープ の
単安定マルチバイブレーク253の出力がロー状態(第
3図のB領域)になると、スイープ回路251の出力は
へ領域とは反対方向に変化する。
3図のB領域)になると、スイープ回路251の出力は
へ領域とは反対方向に変化する。
このため、水晶発振器211の出力周波数は1回目のス
イープ時とは反対方向に変化して2回目のスイープが行
なわれる。
イープ時とは反対方向に変化して2回目のスイープが行
なわれる。
このとき、駆動回路255の指示に応じてリレー235
の接続状態が切り替えられ、第2増幅器231の出力端
が比較器241に接続された状態になる。
の接続状態が切り替えられ、第2増幅器231の出力端
が比較器241に接続された状態になる。
2回目のスイープ時に比較器241は、ピーク値ホール
ド回路233に保持されている値と第2増幅器231の
出力(CBr419の出力の中の2倍波を増幅した出力
)とを比較し、これらの2人力が一致したときに駆動回
路243に指示を送る。ピーク値ホールド回路233に
は、b点に対応する2倍波出力を増幅した値が保持され
ており、2回目のスイープにおいてb点に達したときに
、比較器241の2人力が一致する。
ド回路233に保持されている値と第2増幅器231の
出力(CBr419の出力の中の2倍波を増幅した出力
)とを比較し、これらの2人力が一致したときに駆動回
路243に指示を送る。ピーク値ホールド回路233に
は、b点に対応する2倍波出力を増幅した値が保持され
ており、2回目のスイープにおいてb点に達したときに
、比較器241の2人力が一致する。
駆動回路243は、比較器241からの指示を受けてリ
レー221及びリレー257の接続状態を切り替え、単
安定マルチバイブレーク253とスイープ回路251の
接続をオフ状態にすると共に、水晶発振器211を積分
器223に接続した状態にする。
レー221及びリレー257の接続状態を切り替え、単
安定マルチバイブレーク253とスイープ回路251の
接続をオフ状態にすると共に、水晶発振器211を積分
器223に接続した状態にする。
このリレー221の切替えによりリレー221の通常動
作時の帰還ループが形成され、以後す点付近で制御され
ることになる。
作時の帰還ループが形成され、以後す点付近で制御され
ることになる。
■、1のまとめ
このように、1回目のスイープにおいて、CBT219
の出力の中の2倍波を増幅した信号の最大値をピーク値
ホールド回路233に保持する。
の出力の中の2倍波を増幅した信号の最大値をピーク値
ホールド回路233に保持する。
次に、2回目のスイープにおいて、このピーク値ホール
ド回路233に保持した値と、CBr41つの出力の中
の2倍波を増幅した信号とを比較器241によって比較
し、一致したときに水晶発振器211の出力周波数を制
御するための帰還ループを閉じる。
ド回路233に保持した値と、CBr41つの出力の中
の2倍波を増幅した信号とを比較器241によって比較
し、一致したときに水晶発振器211の出力周波数を制
御するための帰還ループを閉じる。
従って、b点以外のa点や0点で制御することがなくな
るため、水晶発振器211の出力周波数の可変範囲を大
きくとることができ、帰還ループの利得を大きくすると
共に、水晶発振器211の出力周波数の可変範囲を修正
する手間を省くことが可能となる。
るため、水晶発振器211の出力周波数の可変範囲を大
きくとることができ、帰還ループの利得を大きくすると
共に、水晶発振器211の出力周波数の可変範囲を修正
する手間を省くことが可能となる。
■−ノ1児p順」幻W槽
なお、上述した本発明の実施例にあっては、スイープ回
路251を積分回路で構成し、単安定マルチバイブレー
ク253の出力に応じて充放電して水晶発振器211に
可変電圧を供給するようにしたが、所定の電圧範囲につ
いて変化可能な回路であれば何でもよい。
路251を積分回路で構成し、単安定マルチバイブレー
ク253の出力に応じて充放電して水晶発振器211に
可変電圧を供給するようにしたが、所定の電圧範囲につ
いて変化可能な回路であれば何でもよい。
また、r■、実施例と第1図との対応関係」において、
本発明と実施例との対応関係を説明しておいたが、これ
に限られることはなく、本発明には各種の変形態様があ
ることは当業者であれば容易に推考できるであろう。
本発明と実施例との対応関係を説明しておいたが、これ
に限られることはなく、本発明には各種の変形態様があ
ることは当業者であれば容易に推考できるであろう。
上述したように、本発明によれば、水晶発振器から出力
される信号の周波数を所定の範囲で変化させたときのセ
シウムビーム管の2倍周波数出力の最大値を保持してお
き、セシウムビーム管の2倍周波数出力がこの最大値に
対して所定の関係が成立(例えば一致)したときに帰還
ループを閉じることにより、水晶発振器の出力の可変範
囲を大きくとることができるので、帰還ループの利得を
大きくすると共に、可変範囲を補正する手間を低減する
ことが可能となり、実用的には極めて有用である。
される信号の周波数を所定の範囲で変化させたときのセ
シウムビーム管の2倍周波数出力の最大値を保持してお
き、セシウムビーム管の2倍周波数出力がこの最大値に
対して所定の関係が成立(例えば一致)したときに帰還
ループを閉じることにより、水晶発振器の出力の可変範
囲を大きくとることができるので、帰還ループの利得を
大きくすると共に、可変範囲を補正する手間を低減する
ことが可能となり、実用的には極めて有用である。
第1図は本発明のセシウム原子発振器の原理ブロツク図
、 第2図は本発明の一実施例によるセシウム原子発振器の
構成図、 第3図は実施例のスイープ01作の説明図、第4図は従
来例の構成図、 第5図はセシウム原子の共鳴パターンの説明図、第6図
は水晶発振器の周波数過渡応答の説明図である。 図において、 111は水晶発振器、 113は変調手段、 115はセシウムビーム管、 117は発振器制御手段、 121はループ接続手段、 131は最大値保持手段、 141は比較手段、 151はスイープ手段、 211は水晶発振器、 213は変調器、 は発振器、 は周波数合成器、 はCBT、 235.257はリレー は積分器、 は同期検波器、 は第1増幅器、 は第2増幅器、 はピーク値ホールド回路、 はロック回路、 は検出回路、 は比較器1 .255は駆動回路、 はスイープ回路、 は単安定マルチパイフレーク、 は電圧比較器である。 本4ら 8月 の ノテ、厘 フ゛口・・79図第1図 ンっ・IYマIL手−色「−一一一一一一十−−−−−
−−−フイー7・勧欅の説明図 第3図 花た捌の構I15..図 第4図 セシウb&、牙の共・鳥ハ・ターンの悦明阻第5図
、 第2図は本発明の一実施例によるセシウム原子発振器の
構成図、 第3図は実施例のスイープ01作の説明図、第4図は従
来例の構成図、 第5図はセシウム原子の共鳴パターンの説明図、第6図
は水晶発振器の周波数過渡応答の説明図である。 図において、 111は水晶発振器、 113は変調手段、 115はセシウムビーム管、 117は発振器制御手段、 121はループ接続手段、 131は最大値保持手段、 141は比較手段、 151はスイープ手段、 211は水晶発振器、 213は変調器、 は発振器、 は周波数合成器、 はCBT、 235.257はリレー は積分器、 は同期検波器、 は第1増幅器、 は第2増幅器、 はピーク値ホールド回路、 はロック回路、 は検出回路、 は比較器1 .255は駆動回路、 はスイープ回路、 は単安定マルチパイフレーク、 は電圧比較器である。 本4ら 8月 の ノテ、厘 フ゛口・・79図第1図 ンっ・IYマIL手−色「−一一一一一一十−−−−−
−−−フイー7・勧欅の説明図 第3図 花た捌の構I15..図 第4図 セシウb&、牙の共・鳥ハ・ターンの悦明阻第5図
Claims (1)
- (1)所定周波数の出力を得る水晶発振器(111)と
、セシウムビーム管(115)と、前記水晶発振器(1
11)の出力に応じて、所定の変調周波数で変調した信
号を前記セシウムビーム管(115)に供給する変調手
段(113)と、前記セシウムビーム管(115)の出
力に応じて前記水晶発振器(111)の出力周波数を制
御する発振器制御手段(117)とを有するセシウム原
子発振器において、 前記水晶発振器(111)に指示を送り、前記水晶発振
器(111)の出力周波数を所定の範囲で変化させるス
イープ手段(151)と、 前記セシウムビーム管(115)から出力される前記変
調周波数の2倍の周波数出力の中から最大値を保持する
最大値保持手段(131)と、前記最大値保持手段(1
31)に保持された最大値と、前記セシウムビーム管(
115)から出力される2倍の周波数出力とを比較する
比較手段(141)と、 前記水晶発振器(111)を制御するための帰還ループ
を閉じるループ接続手段(121)と、を備え、前記ス
イープ手段(151)によって前記水晶発振器(111
)の出力周波数を所定の範囲で変化させたときに、前記
最大値保持手段(131)に保持されている最大値と前
記セシウムビーム管(115)の出力とを前記比較手段
(141)によって比較し、所定の関係が成立したとき
に前記ループ接続手段(121)に指示を送って帰還ル
ープを閉じるように構成したことを特徴とするセシウム
原子発振器。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63179614A JPH0761013B2 (ja) | 1988-07-19 | 1988-07-19 | セシウム原子発振器 |
CA000605930A CA1319179C (en) | 1988-07-19 | 1989-07-18 | Cesium oscillator |
US07/381,457 US4914403A (en) | 1988-07-19 | 1989-07-18 | Cesium oscillator |
EP89113156A EP0351780A3 (en) | 1988-07-19 | 1989-07-18 | Cesium oscillator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63179614A JPH0761013B2 (ja) | 1988-07-19 | 1988-07-19 | セシウム原子発振器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0229126A true JPH0229126A (ja) | 1990-01-31 |
JPH0761013B2 JPH0761013B2 (ja) | 1995-06-28 |
Family
ID=16068832
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63179614A Expired - Lifetime JPH0761013B2 (ja) | 1988-07-19 | 1988-07-19 | セシウム原子発振器 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4914403A (ja) |
EP (1) | EP0351780A3 (ja) |
JP (1) | JPH0761013B2 (ja) |
CA (1) | CA1319179C (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0726405U (ja) * | 1993-10-22 | 1995-05-19 | 株式会社ピーシープランニング | 埋込リングとそのリングを利用した固定用埋込軸 |
JP2010161608A (ja) * | 2009-01-08 | 2010-07-22 | Epson Toyocom Corp | 原子発振器 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US5146184A (en) * | 1991-08-01 | 1992-09-08 | Hewlett-Packard Company | Atomic clock system with improved servo system |
JP3443534B2 (ja) * | 1998-12-17 | 2003-09-02 | 日本電信電話株式会社 | 原子周波数標準レーザパルス発振器 |
JP4659190B2 (ja) * | 2000-08-31 | 2011-03-30 | アンリツ株式会社 | 波形測定装置 |
EP2738628B1 (fr) * | 2011-03-09 | 2016-01-06 | Rolex Sa | Montre bracelet avec oscillateur atomique |
CN103338036B (zh) * | 2013-07-12 | 2016-04-13 | 西安电子科技大学 | 基于相位群处理的原子钟频率信号链接控制方法 |
JP6544047B2 (ja) * | 2015-05-29 | 2019-07-17 | セイコーエプソン株式会社 | 基準信号発生装置、電子機器、データ通信装置および地上デジタル通信網 |
CN108318376B (zh) * | 2017-12-19 | 2020-06-23 | 兰州空间技术物理研究所 | 一种判断密封铯束管材料出气率的方法 |
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---|---|---|---|---|
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CH553515A (de) * | 1972-12-27 | 1974-08-30 | Bbc Brown Boveri & Cie | Nachlaufempfaenger. |
CA1019855A (en) * | 1973-06-08 | 1977-10-25 | Yasuhiro Yamada | Automatic tuning apparatus |
CH615789A5 (ja) * | 1976-06-24 | 1980-02-15 | Oscilloquartz Sa | |
JPS5613833A (en) * | 1979-07-13 | 1981-02-10 | Seiko Epson Corp | Atom frequency standard device |
US4499433A (en) * | 1981-07-31 | 1985-02-12 | Frequency And Time Systems, Inc. | Autolock for resonators for frequency standards |
JPS59153178A (ja) * | 1983-02-21 | 1984-09-01 | Advantest Corp | 信号検出装置 |
IT1185571B (it) * | 1985-05-20 | 1987-11-12 | Marchi Andrea De | Procedimento e dispositivo per il controllo della frequenza di un campione di frequenza a risonanza a fascio atomico o molecolare |
US4706043A (en) * | 1986-05-23 | 1987-11-10 | Ball Corporation | Frequency standard using hydrogen maser |
-
1988
- 1988-07-19 JP JP63179614A patent/JPH0761013B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1989
- 1989-07-18 EP EP89113156A patent/EP0351780A3/en not_active Withdrawn
- 1989-07-18 US US07/381,457 patent/US4914403A/en not_active Expired - Fee Related
- 1989-07-18 CA CA000605930A patent/CA1319179C/en not_active Expired - Fee Related
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JPH0726405U (ja) * | 1993-10-22 | 1995-05-19 | 株式会社ピーシープランニング | 埋込リングとそのリングを利用した固定用埋込軸 |
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0761013B2 (ja) | 1995-06-28 |
CA1319179C (en) | 1993-06-15 |
EP0351780A3 (en) | 1990-05-16 |
US4914403A (en) | 1990-04-03 |
EP0351780A2 (en) | 1990-01-24 |
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