RU1803978C - Quantum frequency standard - Google Patents
Quantum frequency standardInfo
- Publication number
- RU1803978C RU1803978C SU894663216A SU4663216A RU1803978C RU 1803978 C RU1803978 C RU 1803978C SU 894663216 A SU894663216 A SU 894663216A SU 4663216 A SU4663216 A SU 4663216A RU 1803978 C RU1803978 C RU 1803978C
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- phase
- frequency
- quantum
- phase modulator
- shifting
- Prior art date
Links
Landscapes
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
Abstract
Использование: квантова электроника, квантовые стандарты частоты пассивного типа. Сущность изобретени : квантовый стандарт частоты содержит управл емый кварцевый генератор 1, фазосдвигающую цепочку 2, фазовый модул тор 3, умножитель частоты 4, избирательный усилитель 5, синхронный детектор 6, интегрирующую цепь 7, низкочастотный генератор 8 и квантовый дискриминатор 9. Включение в цепь автоподстройки фазосдвигающей цепочки с определенным температурным коэффициентом фазы приводит к уменьшению нестабильности выходной частоты. 2 ил.Usage: quantum electronics, passive-type quantum frequency standards. SUMMARY OF THE INVENTION: The quantum frequency standard includes a controlled crystal oscillator 1, a phase-shifting circuit 2, a phase modulator 3, a frequency multiplier 4, a selective amplifier 5, a synchronous detector 6, an integrating circuit 7, a low-frequency oscillator 8, and a quantum discriminator 9. Inclusion in the auto-tuning circuit phase-shifting chain with a certain temperature coefficient of the phase leads to a decrease in the instability of the output frequency. 2 ill.
Description
елate
сwith
соwith
ОABOUT
со о VIso about VI
0000
Изобретение относитс к квантовой электронике и может быть использовано в высокоточных квантовых стандартах частоты (КСЧ) пассивного типа.The invention relates to quantum electronics and can be used in passive high-precision quantum frequency standards (RNFs).
Целью изобретени вл етс уменьшение нестабильности выходной частоты.The aim of the invention is to reduce the instability of the output frequency.
На фиг. 1 представлена структурна схема КСЧ; на фиг. 2 - пример фазосдвига- ющей цепочки.In FIG. 1 presents a structural diagram of the RNF; in FIG. 2 is an example of a phase shifting chain.
КСЧ (фиг. 1) содержит последовательно соединенные в кольцо автоматической подстройки частоты управл емый кварцевый генератор 1, фазосдвигающую цепочку 2, фазовый модул тор 3, умножитель частоты 4, избирательный усилитель 5, синхронный детектор 6 и интегрирующую цепь 7, а также низкочастотный генератор 8 и квантовый дискриминатор 9.KSCh (Fig. 1) contains a controlled crystal oscillator 1, a phase-shifting chain 2, a phase modulator 3, a frequency multiplier 4, a selective amplifier 5, a synchronous detector 6 and an integrating circuit 7, as well as a low-frequency generator 8, connected in series to an automatic frequency control ring and quantum discriminator 9.
В основе работы КСЧ лежит сравнение частоты управл емого кварцевого генератора 1 с высокостабильной резонансной частотой атомного перехода квантового дискриминатора 9 с помощью кольца АПЧ.The basis of the operation of the KSS is a comparison of the frequency of the controlled crystal oscillator 1 with the highly stable resonant frequency of the atomic transition of the quantum discriminator 9 using the AFC ring.
Дл работы кольца АПЧ от низкочастотного генератора 8 вводитс фазова модул ци , а в синхронный детектор б по другому входу подаетс опорный сигнал дл фильтрации и синхронного детектировани сигнала ошибки на выходе квантового дискриминатора 9.For operation of the AFC ring, phase modulation is introduced from the low-frequency generator 8, and a reference signal is supplied to the synchronous detector b through a different input to filter and synchronously detect the error signal at the output of the quantum discriminator 9.
В случае расстройки несущей умноженной частоты управл емого кварцевого генератора 1 относительно резонансной частоты атомного перехода квантового дискриминатора 9 на выходе последнего образуетс сигнал ошибки с частотой, равной частоте модул ции. Сигнал ошибки выдел етс избирательным усилителем 5, преобразуетс синхронным детектором 6 в посто нное напр жение положительной или отрицательной пол рности в зависимости от знака расстройки и фильтруетс интегрирующей цепью 7. Посто нное выходное напр жение поступает на управл емый кварцевый генератор 1, компенсиру расстройку частоты этого генератора относительно резонансной частоты атомного перехода квантового дискриминатора 9.In the case of detuning the carrier of the multiplied frequency of the controlled crystal oscillator 1 relative to the resonant frequency of the atomic transition of the quantum discriminator 9, an error signal is generated at the output of the latter with a frequency equal to the modulation frequency. The error signal is extracted by a selective amplifier 5, converted by a synchronous detector 6 to a constant voltage of positive or negative polarity, depending on the sign of the detuning, and filtered by an integrating circuit 7. The constant output voltage is supplied to the controlled crystal oscillator 1, compensating for the frequency detuning of this generator relative to the resonant frequency of the atomic transition of the quantum discriminator 9.
Фазосдвигающа цепочка 2, включенна между управл емым кварцевым генератором 1 и фазовым модул тором 3, имеет температурный коэффициент фазы (Тф.ц.), противоположный по знаку температурному коэффициенту фазы (Ту.ч.) фазового модул тора 4 умножител частоты, а абсолютную величину примерно в N раз меньше, где N - коэффициент преобразовани частоты в умножителе частоты 4 и фазовом модул торе 3. Благодар такому включению температурный коэффициент фазы выходного сигналаThe phase-shifting chain 2 connected between the controlled crystal oscillator 1 and the phase modulator 3 has a phase temperature coefficient (Tf.ts.), opposite in sign to the phase temperature coefficient (Tp) of the phase modulator 4 of the frequency multiplier, and the absolute value approximately N times less, where N is the frequency conversion coefficient in frequency multiplier 4 and phase modulator 3. Due to this inclusion, the temperature coefficient of the phase of the output signal
умножител частоты 4 уменьшаетс . При этом ослабл етс преобразование флуктуации температуры окружающей среды во флуктуации частоты несущей выходного сигнала умножител частоты 4, что приводит к уменьшению зоны нечувствительности кольца АПЧ, а следовательно, к уменьшению нестабильности частоты выходного сигнала всего КСЧ, так как дисперси частотыfrequency multiplier 4 is reduced. In this case, the conversion of ambient temperature fluctuations to frequency fluctuations of the carrier of the output signal of the frequency multiplier 4 is weakened, which leads to a decrease in the deadband of the AFC ring and, therefore, to a decrease in the frequency instability of the output signal of the entire RNF, since the frequency dispersion
выходного сигнала в первом приближении пропорциональна дисперсии флуктуации температуры окружающей среды и температурному коэффициенту фазы цепи преобра- зовани сигнала от управл емогоthe output signal in a first approximation is proportional to the variance of fluctuations in the ambient temperature and the temperature coefficient of the phase of the signal conversion circuit from the controlled
кварцевого генератора 1 до квантового дискриминатора 9.crystal oscillator 1 to quantum discriminator 9.
Абсолютна величина температурного коэффициента фазы фазосдвигающей цепочки 2 удовлетвор ет соотношениюThe absolute value of the temperature coefficient of the phase of the phase-shifting chain 2 satisfies the relation
ITy.H.IITy.H.I
0,50.5
1Тф.ц.| N1Tf.ts. | N
1,5,1,5
описывающему область возможных значении , при которых достигаетс положительный эффект. Сверху и снизу абсолютна величина Тф.ц. ограничена 50%-ным изменением относительно оптимального значени , равного Ту.ч./N. При граничныхdescribing the range of possible values at which a positive effect is achieved. Above and below, the absolute value of Tf.ts. limited to a 50% change relative to the optimal value of Tu.h. / N. At the boundary
значени х Тф.ц. общий температурный коэффициент фазы цепи преобразовани уменьшаетс в 2 раза по сравнению с известным устройством, что соответствует дисперсии частоты выходного сигнала КСЧ в 2 раза иvalues Tf.ts. the overall temperature coefficient of the phase of the conversion circuit is reduced by 2 times compared with the known device, which corresponds to the frequency dispersion of the output signal of the RNF by 2 times and
уменьшению нестабильности частоты выходного сигнала КСЧ примерно в 1,4 раза.a decrease in the instability of the frequency of the output signal of the RNF by about 1.4 times.
Фазосдвигающа цепочка 2 последовательно включена в кольцо АПЧ. Ее длительность задержки должна быть минимальной,The phase shifting chain 2 is sequentially included in the AFC ring. Its delay should be minimal,
не более трети посто нной времени кольца АПЧ дл обеспечени устойчивости кольца, ограничени инерционности обработки возмущений частоты управл емого кварцевого генератора 1,not more than a third of the constant time of the AFC ring to ensure ring stability, to limit the inertia of processing frequency perturbations of the controlled crystal oscillator 1,
На фиг. 2 приведен пример фазосдвигающей цепочки с терморезистором R2 в качестве датчика температуры.In FIG. Figure 2 shows an example of a phase-shifting chain with a R2 thermistor as a temperature sensor.
Таким образом, в КСЧ при нормальной температуре, характеризуемой значениемThus, in RNS at normal temperature, characterized by the value
температуры и дисперсией ее изменени , уменьшаетс дисперси изменени частоты в 2 и более раза выходного сигнала умножител частоты 3 и,следовательно, уменьшаетс нестабильность частоты всего КСЧtemperature and the dispersion of its change, the dispersion of the frequency change is reduced by 2 or more times the output signal of the frequency multiplier 3 and, therefore, the frequency instability of the entire RNG is reduced
в 1,4 и более раза по сравнению с известным КСЧ.1.4 times or more compared to the known KSCh.
Кроме того, КСЧ будет иметь уменьшенное значение нестабильности частоты выходного сигнала при изменении какIn addition, the RNG will have a reduced value of the frequency instability of the output signal when changing as
дисперсии температуры, так и среднего значени температуры окружающей среды. Это приводит к расширению диапазона рабочих Температур КСЧ, эксплуатационных воз- «Иожностей и уменьшению температурного коэффициента частоты.temperature dispersion as well as average ambient temperature. This leads to the expansion of the operating temperature range of the RNG, operational capabilities and a decrease in the temperature coefficient of the frequency.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894663216A RU1803978C (en) | 1989-03-17 | 1989-03-17 | Quantum frequency standard |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894663216A RU1803978C (en) | 1989-03-17 | 1989-03-17 | Quantum frequency standard |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU1803978C true RU1803978C (en) | 1993-03-23 |
Family
ID=21434518
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU894663216A RU1803978C (en) | 1989-03-17 | 1989-03-17 | Quantum frequency standard |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU1803978C (en) |
-
1989
- 1989-03-17 RU SU894663216A patent/RU1803978C/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Кварцевые и квантовые меры частоты / Пой ред. Б.И.Макаренко. МО СССР, 1976, с. 176, рис. 5.26. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0010077B1 (en) | A method of and an arrangement for regulating the phase position of a controlled signal in relation to a reference signal in a telecommunication system | |
KR950028348A (en) | Clock Regeneration Circuit and Elements Used in the Clock Regeneration Circuit | |
KR890005990A (en) | Sample rate conversion system | |
SE9503702D0 (en) | Phase loops | |
KR870011522A (en) | Clock control circuit | |
EP0094834B1 (en) | Methods and apparatus for rapid and accurate frequency syntonization of an atomic clock | |
EP0266682B1 (en) | Spectrophotometer with line frequency slaved voltage-to-frequency converter system | |
RU1803978C (en) | Quantum frequency standard | |
SE9402321D0 (en) | Digital phase comparator | |
US4868573A (en) | Line frequency slaved voltage-to-frequency converter system | |
CA2045743C (en) | Fiber optic gyro using stepping pulse phase modulating signals to compensate for opto-electric waveform distortion | |
RU1781821C (en) | Quantum frequency standard | |
GB2289174A (en) | Apparatus and method for enabling elements of a phase locked loop | |
JPS6098727A (en) | Out of synchronism detecting circuit | |
JPH022721A (en) | Phase locked loop oscillation circuit | |
JP2636671B2 (en) | Rubidium atomic oscillator | |
US20020181640A1 (en) | PLL (Phase-Locked Loop) circuit | |
JPH04232477A (en) | Method and circuit device for measuring small phase difference | |
JPH10303708A (en) | Frequency multiplier circuit | |
KR100195086B1 (en) | Synthesizer circuit of phase locked loop frequency | |
SU813676A1 (en) | Frequency multiplier | |
SU1681360A1 (en) | Caesium frequency standard | |
SU584262A1 (en) | Frequency converter with automatic phase tuning | |
KR0183791B1 (en) | Frequency converter of phase locked loop | |
JPS623945Y2 (en) |