JPH0318775B2 - - Google Patents
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- JPH0318775B2 JPH0318775B2 JP59038683A JP3868384A JPH0318775B2 JP H0318775 B2 JPH0318775 B2 JP H0318775B2 JP 59038683 A JP59038683 A JP 59038683A JP 3868384 A JP3868384 A JP 3868384A JP H0318775 B2 JPH0318775 B2 JP H0318775B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hydrogen
- maser
- frequency
- δfm
- difference signal
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S1/00—Masers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the microwave range
- H01S1/06—Gaseous, i.e. beam masers
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、水素メーザ周波数標準器にかかわ
り、特に、水素メーザ発振周波数を水素原子の共
鳴周波数に一致させるため共振周波数を自動的に
調整する水素メーザの自動同調システムに関する
ものである。
り、特に、水素メーザ発振周波数を水素原子の共
鳴周波数に一致させるため共振周波数を自動的に
調整する水素メーザの自動同調システムに関する
ものである。
水素メーザ周波数標準器は、周波数確度がセシ
ウム（Cs）原子ビーム周波数標準器より劣るが、
その周波数安定度は現用の周波数標準器の中で最
も優れている。そのため、VLBI（超長基線電波
干渉計）、深宇宙人工衛星の追跡用などの高安定
周波数信号源として必須の機器となつている。
ウム（Cs）原子ビーム周波数標準器より劣るが、
その周波数安定度は現用の周波数標準器の中で最
も優れている。そのため、VLBI（超長基線電波
干渉計）、深宇宙人工衛星の追跡用などの高安定
周波数信号源として必須の機器となつている。
上記したような最先端技術分野では、水素メー
ザ周波数標準器（以下単に水素メーザという）の
周波数安定度が高い程測定精度が向上するため、
周波数安定度の向上が強く要望されている。
ザ周波数標準器（以下単に水素メーザという）の
周波数安定度が高い程測定精度が向上するため、
周波数安定度の向上が強く要望されている。
また、水素メーザ標準器の出力周波数の正確さ
も重要で、このため水素メーザ共振周波数の調整
が必要である。
も重要で、このため水素メーザ共振周波数の調整
が必要である。
以下、かかる水素メーザの概要および自動同調
システムと周波数安定度の問題について説明す
る。
システムと周波数安定度の問題について説明す
る。
第１図は水素メーザ本体を模式的に示したもの
で、１は水素分子が供給されている放電管、２は
放電管内の水素分子を解離し、水素原子とするた
めの放電用高周波発振器、３は解離された水素原
子の中からエネルギー準位の高い原子を選別する
ための準位選別マグネツト、４は水素ビーム流量
を調整するビーム・シヤツタ、５は注入された水
素原子を蓄積するための内面をテフロンで被膜し
た水素蓄積球、６は空胴共振器（系）、７は共振
器円筒、８は外周に温度制御用ヒータ８ａを備え
ている共振器支持恒温槽、９は静磁場を与えるソ
レノイドコイル円筒、１０は外部磁場の影響を遮
蔽するための磁気シールド、１１は真空ベルジヤ
ーである。なお、１２は共振周波数を微調するた
めのポスト、１３は前記空胴共振器６内の発振出
力を取り出すためのループ、１４はイオンポンプ
を示す。
で、１は水素分子が供給されている放電管、２は
放電管内の水素分子を解離し、水素原子とするた
めの放電用高周波発振器、３は解離された水素原
子の中からエネルギー準位の高い原子を選別する
ための準位選別マグネツト、４は水素ビーム流量
を調整するビーム・シヤツタ、５は注入された水
素原子を蓄積するための内面をテフロンで被膜し
た水素蓄積球、６は空胴共振器（系）、７は共振
器円筒、８は外周に温度制御用ヒータ８ａを備え
ている共振器支持恒温槽、９は静磁場を与えるソ
レノイドコイル円筒、１０は外部磁場の影響を遮
蔽するための磁気シールド、１１は真空ベルジヤ
ーである。なお、１２は共振周波数を微調するた
めのポスト、１３は前記空胴共振器６内の発振出
力を取り出すためのループ、１４はイオンポンプ
を示す。
かかる構造からなる水素メーザの水素ビーム系
では準位選別マグネツト３により、水素原子のエ
ネルギー準位でＦ＝０、mF＝０、およびＦ＝１、
mF＝−１にある水素原子は発散し、Ｆ＝１、mF
＝０、mF＝＋１にある原子は水素蓄積球５内に
集束する。
では準位選別マグネツト３により、水素原子のエ
ネルギー準位でＦ＝０、mF＝０、およびＦ＝１、
mF＝−１にある水素原子は発散し、Ｆ＝１、mF
＝０、mF＝＋１にある原子は水素蓄積球５内に
集束する。
水素蓄積球５内に注入された水素原子はその内
面のテフロン膜の壁と衝突を繰り返しながら約１
秒間近く水素蓄積球５内に留まり、空胴共振器６
内の電磁波の励振を受ける。
面のテフロン膜の壁と衝突を繰り返しながら約１
秒間近く水素蓄積球５内に留まり、空胴共振器６
内の電磁波の励振を受ける。
標準周波数として利用されるエネルギー準位は
Ｆ＝１、mF＝０状態からＦ＝０、mF＝０に遷移
する周波数で、約1420405752Hz（標準周波数f0）
である。
Ｆ＝１、mF＝０状態からＦ＝０、mF＝０に遷移
する周波数で、約1420405752Hz（標準周波数f0）
である。
いま、空胴共振器６の共振周波数fcがこの標準
周波数f0の近傍に調整されていると、水素蓄積球
５内のＦ＝１、mF＝０にある原子は空胴共振器
６内でf0に近い電磁波の励振を受け、エネルギー
準位の低いＦ＝０、mF＝０の状態に遷移する。
水素メーザはこのとき放射する電磁波によりメー
ザ発振周波数fmで自己発振を起す。このメーザ
発振周波数fmの出力はループ１３から取り出さ
れる。
周波数f0の近傍に調整されていると、水素蓄積球
５内のＦ＝１、mF＝０にある原子は空胴共振器
６内でf0に近い電磁波の励振を受け、エネルギー
準位の低いＦ＝０、mF＝０の状態に遷移する。
水素メーザはこのとき放射する電磁波によりメー
ザ発振周波数fmで自己発振を起す。このメーザ
発振周波数fmの出力はループ１３から取り出さ
れる。
ところで、空胴共振器６の共振周波数fcと水素
原子の標準周波数f0が僅かでも異なつていると、
メーザ発振周波数fmは標準周波数f0よりシフト
したものとなる。
原子の標準周波数f0が僅かでも異なつていると、
メーザ発振周波数fmは標準周波数f0よりシフト
したものとなる。
このシフトの周波数関係は、
fm−f0＝｛Qc／Ql｝(fc-f0) ………(1)
となることが知られている。
ここで、Qcは空胴共振器のＱ値であり、Qlは
共鳴線のＱ値である（共鳴スペクトラム周波数の
帯域を△ｆとするとQl＝fm／△ｆで示される）。
共鳴線のＱ値である（共鳴スペクトラム周波数の
帯域を△ｆとするとQl＝fm／△ｆで示される）。
したがつて、（fc−f0）が大きくなると（fm−
f0）すなわちメーザ発振周波数fmと標準周波数f0
のずれが大きくなり、メーザ発振周波数の正確さ
が失われ、水素ビーム量などの変動（すなわち、
水素原子同士の衝突数の変化に伴うQlの変動）
により周波数安定度も損なわれる。
f0）すなわちメーザ発振周波数fmと標準周波数f0
のずれが大きくなり、メーザ発振周波数の正確さ
が失われ、水素ビーム量などの変動（すなわち、
水素原子同士の衝突数の変化に伴うQlの変動）
により周波数安定度も損なわれる。
例えばQc／Ql＝５×10-5のとき、fm−f0／f0が
１×10-12程度に合わせるためには、fc−f0を約30
Hz以下に追い込む必要があり、共振周波数fcの設
定はきわめて厳密に行う必要がある。
１×10-12程度に合わせるためには、fc−f0を約30
Hz以下に追い込む必要があり、共振周波数fcの設
定はきわめて厳密に行う必要がある。
そのため、共振器円筒７は共振周波数Fcの温
度変化の小さいクリスタル・ガラス等を用い、か
つ、高精度の温度制御のもとで使用することによ
り共振周波数fcの変動を阻止する手段がとられて
いるが、当初、空胴共振器６の共振周波数fcとメ
ーザの標準周波数f0を一致させるために自動同調
装置が必要になる。
度変化の小さいクリスタル・ガラス等を用い、か
つ、高精度の温度制御のもとで使用することによ
り共振周波数fcの変動を阻止する手段がとられて
いるが、当初、空胴共振器６の共振周波数fcとメ
ーザの標準周波数f0を一致させるために自動同調
装置が必要になる。
第２図は、かかる厳密な周波数範囲内に空胴共
振器６の共振周波数を追い込む自動同調装置の概
要を示したもので、２０は前記第１図で示した水
素メーザの量子系を示し、２１は空胴共振器６の
共振周波数fcを微調するバラクタ・ダイオードで
ある。
振器６の共振周波数を追い込む自動同調装置の概
要を示したもので、２０は前記第１図で示した水
素メーザの量子系を示し、２１は空胴共振器６の
共振周波数fcを微調するバラクタ・ダイオードで
ある。
また２２は前記ビーム・シヤツタ４を開閉し、
水素蓄積球５内に注入する原子ビーム量を増減す
るためのドライブ回路を示す。
水素蓄積球５内に注入する原子ビーム量を増減す
るためのドライブ回路を示す。
一点鎖線で囲つた２３はメーザ発振周波数fm
と位相同期した発振出力を取り出すためのPLL
（Phase Looked Loop）回路であつて、直流電
圧で発振周波数が制御される水晶発振器２４、周
波数逓倍器２５、周波数変換器（Mixer）２６、
中間周波数増幅器２７、位相検波器２８、周波数
合成器２９、及び直流増幅器３０等から形成され
ている。
と位相同期した発振出力を取り出すためのPLL
（Phase Looked Loop）回路であつて、直流電
圧で発振周波数が制御される水晶発振器２４、周
波数逓倍器２５、周波数変換器（Mixer）２６、
中間周波数増幅器２７、位相検波器２８、周波数
合成器２９、及び直流増幅器３０等から形成され
ている。
さらに、一点鎖線で囲つた３１は自動同調制御
系を示し、この自動同調制御系３１には、参照信
号を供給する基準発振器３２、周波数混合器３
３、ビート周期測定器３４、シーケンス制御部３
５、前記ドライブ回路２２、及び、バラクタ・ダ
イオード２１に対して制御信号を供給する制御信
号発生部３６から形成されている。
系を示し、この自動同調制御系３１には、参照信
号を供給する基準発振器３２、周波数混合器３
３、ビート周期測定器３４、シーケンス制御部３
５、前記ドライブ回路２２、及び、バラクタ・ダ
イオード２１に対して制御信号を供給する制御信
号発生部３６から形成されている。
なお、基準信号源３２としては他のメーザ周波
数標準器、またはルビジウム、セシウム原子周波
数標準器や超高安定の水晶発振器を使用する。
数標準器、またはルビジウム、セシウム原子周波
数標準器や超高安定の水晶発振器を使用する。
つぎに、この図の動作の概要を説明する。
量子系２０におけるメーザ発振周波数fmが
1420405752Hzで発振している場合、PLL回路２
３において水晶発振器２４の発振周波数を例えば
10MHzとすると、周波数逓倍器２５において140
倍に逓倍することにより周波数変換器２６から
fm−1400MHz＝20405.752KHzの差信号が抽出で
きる。したがつて、周波数合成器２９において水
晶発振器２４の発振出力に基づいて20405.752K
Hzの信号を形成し、位相検出器２８の出力が０と
なるように制御すると、水晶発振器２６の発振周
波数（10MHz）はメーザ発振周波数fmに位相ロ
ツクされることになる。（実際の位相検波は
405.752KHzまたは5.752KHzで行う）。
1420405752Hzで発振している場合、PLL回路２
３において水晶発振器２４の発振周波数を例えば
10MHzとすると、周波数逓倍器２５において140
倍に逓倍することにより周波数変換器２６から
fm−1400MHz＝20405.752KHzの差信号が抽出で
きる。したがつて、周波数合成器２９において水
晶発振器２４の発振出力に基づいて20405.752K
Hzの信号を形成し、位相検出器２８の出力が０と
なるように制御すると、水晶発振器２６の発振周
波数（10MHz）はメーザ発振周波数fmに位相ロ
ツクされることになる。（実際の位相検波は
405.752KHzまたは5.752KHzで行う）。
一方、自動同調制御系３１においてはメーザ発
振周波数fmが標準周波数f0となるように、つま
り前記第(1)式においてf0−fc＝０となるように制
御する。
振周波数fmが標準周波数f0となるように、つま
り前記第(1)式においてf0−fc＝０となるように制
御する。
この制御方法の原理は圧力クエンチング法によ
つて行われている。
つて行われている。
つまり、前記第(1)式においてf0＝fcとなつてい
ればQc／Qlを変化した場合もfm＝f0が成立する
ことを利用する。Qc（共鳴線のＱ値）は水素ビー
ム量の増域を行い、水素原子同士の衝突による緩
和率を変えることにより変化することが知られて
いるので、水素ビーム量をビーム・シヤツタ４で
Hi（高）、L0（低）に切り換えたとき、メーザ発振
周波数fmが変化しないように共振周波数fcをバ
ラクタ・ダイオード２１で調整するとfm＝f0と
することができる。
ればQc／Qlを変化した場合もfm＝f0が成立する
ことを利用する。Qc（共鳴線のＱ値）は水素ビー
ム量の増域を行い、水素原子同士の衝突による緩
和率を変えることにより変化することが知られて
いるので、水素ビーム量をビーム・シヤツタ４で
Hi（高）、L0（低）に切り換えたとき、メーザ発振
周波数fmが変化しないように共振周波数fcをバ
ラクタ・ダイオード２１で調整するとfm＝f0と
することができる。
第２図において、周波数変換器２６、または中
間周波数増幅器２７の出力周波数と、水晶発振器
または他の水素メーザ周波数標準器等からなる基
準発振器３２の出力周波数は周波数混合器３３に
入力され、その差信号周波数がビート周期測定器
３４で計数される。
間周波数増幅器２７の出力周波数と、水晶発振器
または他の水素メーザ周波数標準器等からなる基
準発振器３２の出力周波数は周波数混合器３３に
入力され、その差信号周波数がビート周期測定器
３４で計数される。
ビート周期測定器３４は例えば加減算（アツ
プ・ダウン）カウンタにより構成されており、シ
ーケンス制御器３５から出力されるビーム・シヤ
ツタ４のHi、L0の切換信号に同期して加算及び
減算を行う。
プ・ダウン）カウンタにより構成されており、シ
ーケンス制御器３５から出力されるビーム・シヤ
ツタ４のHi、L0の切換信号に同期して加算及び
減算を行う。
したがつて、いま、水素ビーム量が増加（Hi）
したときのメーザ発振周波数fmHと基準発振器３
２の出力周波数frの差fmH−frをビート周期測定
器３４で加算し、次に水素ビーム量が減少（L0）
した状態のメーザ発振周波数fmLと基準発振器３
２の出力周波数のfrの差fmL−frをビート周期測
定器３４によつて計数した値を減算すると、fmH
−fmL＝△fmが差信号（周期カウント差△fm′）
として検出される。そこで、この差信号△fmに
対応する制御信号によつて前記バラクタ・ダイオ
ード２１の容量値を可変し、空胴共振器６の共振
周波数fcが標準周波数f0に接近するように制御す
ると水素ビーム量のHi、L0を１周期として漸次、
メーザ発振周波数fmが標準周波数f0に収斂する。
つまり、空胴共振器６の共振周波数fcを標準周波
数f0に近づけることにより、メーザ発振周波数
fmをほぼ標準周波数f0に一致させることができ
る。
したときのメーザ発振周波数fmHと基準発振器３
２の出力周波数frの差fmH−frをビート周期測定
器３４で加算し、次に水素ビーム量が減少（L0）
した状態のメーザ発振周波数fmLと基準発振器３
２の出力周波数のfrの差fmL−frをビート周期測
定器３４によつて計数した値を減算すると、fmH
−fmL＝△fmが差信号（周期カウント差△fm′）
として検出される。そこで、この差信号△fmに
対応する制御信号によつて前記バラクタ・ダイオ
ード２１の容量値を可変し、空胴共振器６の共振
周波数fcが標準周波数f0に接近するように制御す
ると水素ビーム量のHi、L0を１周期として漸次、
メーザ発振周波数fmが標準周波数f0に収斂する。
つまり、空胴共振器６の共振周波数fcを標準周波
数f0に近づけることにより、メーザ発振周波数
fmをほぼ標準周波数f0に一致させることができ
る。
なお、水素ビーム量のHi、L0の切り換えはビ
ーム・シヤツタ４の開閉によつて行つたが、例え
ば水素放電管１に静磁場を加え、この静磁場の強
度を変え、放電強度を変化することにより水素原
子ビーム量の増減を行うようにしてもよい。
ーム・シヤツタ４の開閉によつて行つたが、例え
ば水素放電管１に静磁場を加え、この静磁場の強
度を変え、放電強度を変化することにより水素原
子ビーム量の増減を行うようにしてもよい。
ところで、かかる自動同調装置においては下記
のような問題点がある。
のような問題点がある。
(1) 自動同調系のビート周期測定器３４で、水素
ビーム量のHiまたはL0に対する周期カウント
数は約10桁であるのに対し、このHi、L0の周
期カウント差△fm′はきわめて小さく（例えば
５桁程度）、かつ共振器制御プロセスの収斂時
定数は、基準発振器として水素メーザ周波数標
準器を使用したときにも数時間、超高安定水晶
発振器を使用したときは一日以上必要である。
したがつて、自動同調プロセスにおいてフリツ
カノイズ等によつて制御シーケンスがわずかで
も狂うと、予期してないような大きなHi、L0
の周期カウント差が出力され、共振周波数fcが
大きく飛び、メーザ発振周波数fmが大きく乱
れ、かつ共振周波数fcが正常状態に戻るまでに
長時間を要するという問題がある。
ビーム量のHiまたはL0に対する周期カウント
数は約10桁であるのに対し、このHi、L0の周
期カウント差△fm′はきわめて小さく（例えば
５桁程度）、かつ共振器制御プロセスの収斂時
定数は、基準発振器として水素メーザ周波数標
準器を使用したときにも数時間、超高安定水晶
発振器を使用したときは一日以上必要である。
したがつて、自動同調プロセスにおいてフリツ
カノイズ等によつて制御シーケンスがわずかで
も狂うと、予期してないような大きなHi、L0
の周期カウント差が出力され、共振周波数fcが
大きく飛び、メーザ発振周波数fmが大きく乱
れ、かつ共振周波数fcが正常状態に戻るまでに
長時間を要するという問題がある。
この発明は、自動同調装置におけるかかる欠点
を解消するためになされたもので、ビート周期測
定器から検出された差信号を予め定められている
誤差判別設定値と比較し、差信号の適否を判断す
る機能及びその処理を行う制御回路を設けること
により、空胴共振器の同調制御が円滑に行われる
ようにしたメーザの自動同調システムを提供する
ものである。
を解消するためになされたもので、ビート周期測
定器から検出された差信号を予め定められている
誤差判別設定値と比較し、差信号の適否を判断す
る機能及びその処理を行う制御回路を設けること
により、空胴共振器の同調制御が円滑に行われる
ようにしたメーザの自動同調システムを提供する
ものである。
以下、この発明のメーザの自動同調システムに
ついてその一実施例を第３図に基づいて説明す
る。
ついてその一実施例を第３図に基づいて説明す
る。
この図において、第２図と同一機能を有するブ
ロツク図は同一符号とされている。３５Ａはマイ
クロプロセツサ等で構成されている制御回路を示
し、３５Ｂはメモリ部、３５Ｃはアラーム装置を
示す。前記制御回路３５Ａに外部から誤差設定値
△ｅ（カウント数△e′）がキーボード等により入
力される。
ロツク図は同一符号とされている。３５Ａはマイ
クロプロセツサ等で構成されている制御回路を示
し、３５Ｂはメモリ部、３５Ｃはアラーム装置を
示す。前記制御回路３５Ａに外部から誤差設定値
△ｅ（カウント数△e′）がキーボード等により入
力される。
この発明の自動同調装置では上述したように機
械的シーケンス制御に代えて判断機能をもつ制御
回路３５Ａ、メモリ部３５Ｂが設けられているの
で、制御回路３５Ａからのプログラムに従つて、
水素ビーム量をHi、L0に交互に切り換え、その
ときのメーザ発振周波数fmの差信号△fmをビー
ト周期測定器によつて検出（ビートカウント数△
fm′）したあと、その差信号△fm（カウント数△
fm′）と誤差設定値△ｅ（カウント数△e′）とを比
較する。そして差信号△fm（カウント数△fm′）
が誤差設定値△ｅ（カウント数△e′）より小さい
場合はメモリ部３５Ｂに格納し、差信号△fm（カ
ウント数△fm′）に対応する制御信号によつて前
記バラクタ・ダイオード２１の容量値を可変とす
る。
械的シーケンス制御に代えて判断機能をもつ制御
回路３５Ａ、メモリ部３５Ｂが設けられているの
で、制御回路３５Ａからのプログラムに従つて、
水素ビーム量をHi、L0に交互に切り換え、その
ときのメーザ発振周波数fmの差信号△fmをビー
ト周期測定器によつて検出（ビートカウント数△
fm′）したあと、その差信号△fm（カウント数△
fm′）と誤差設定値△ｅ（カウント数△e′）とを比
較する。そして差信号△fm（カウント数△fm′）
が誤差設定値△ｅ（カウント数△e′）より小さい
場合はメモリ部３５Ｂに格納し、差信号△fm（カ
ウント数△fm′）に対応する制御信号によつて前
記バラクタ・ダイオード２１の容量値を可変とす
る。
しかしながら、ビート周期測定器３４から出力
された差信号△fmが誤差設定値△ｅより大きい
場合はこの測定値を捨て、メモリ部３５Ｂにスト
アされている最新の差信号△ｆ（Ｍ）（カウント数
△fm′（Ｍ））を出力するようにする。
された差信号△fmが誤差設定値△ｅより大きい
場合はこの測定値を捨て、メモリ部３５Ｂにスト
アされている最新の差信号△ｆ（Ｍ）（カウント数
△fm′（Ｍ））を出力するようにする。
したがつてフリツカノイズなどの影響によつて
異常な値の差信号△fm（カウント数△fm′）が出
力されたときでも、この値によつて共振周波数fc
が同調プロセスから外れた点に飛んで収斂状態を
大きく乱すという問題を解消することができる。
異常な値の差信号△fm（カウント数△fm′）が出
力されたときでも、この値によつて共振周波数fc
が同調プロセスから外れた点に飛んで収斂状態を
大きく乱すという問題を解消することができる。
なお、制御回路３５Ａ、メモリ部３５Ｂ、ビー
ト周期測定器３４、制御信号発生部３６等は１個
のマイクロコンピユータとして形成できることは
いうまでもない。
ト周期測定器３４、制御信号発生部３６等は１個
のマイクロコンピユータとして形成できることは
いうまでもない。
第４図はこの発明のの自動同調システムのフロ
ーチヤートを示したものである。このフローチヤ
ートには、誤差設定値△ｅ（カウント数△e′）よ
り大きな差信号△fm（カウント数△fm′）が連続
してN0回以上続くとアラーム装置３５Ｃが駆動
され異常及び故障の発生を表示するプログラムも
付加されている。
ーチヤートを示したものである。このフローチヤ
ートには、誤差設定値△ｅ（カウント数△e′）よ
り大きな差信号△fm（カウント数△fm′）が連続
してN0回以上続くとアラーム装置３５Ｃが駆動
され異常及び故障の発生を表示するプログラムも
付加されている。
したがつて、同調プロセスにおいてアラーム装
置が働いたときは、何らかの故障または異常状態
が発生したものと考えられるからこの点で装置を
再点検する。
置が働いたときは、何らかの故障または異常状態
が発生したものと考えられるからこの点で装置を
再点検する。
以上説明したように、この発明の水素メーザの
自動同調システムは、自動同調装置の制御回路に
差信号データに対する判断機能及びその処理機能
がプログラムされているため、自動同調プロセス
において発生し易い共振周波数の異常な飛び現象
を未然に防止することができ、同調プロセスの収
斂時間を短縮することができるという大きな効果
が得られる。
自動同調システムは、自動同調装置の制御回路に
差信号データに対する判断機能及びその処理機能
がプログラムされているため、自動同調プロセス
において発生し易い共振周波数の異常な飛び現象
を未然に防止することができ、同調プロセスの収
斂時間を短縮することができるという大きな効果
が得られる。
第１図は水素メーザの基本的な原理を説明する
ための模式図、第２図はメーザ発振周波数でロツ
クされるPLL回路と、自動同調装置の回路を説
明するためのブロツク図、第３図はこの発明の一
実施例を示す自動同調装置のブロツク図、第４図
はこの発明の自動同調装置において差信号（△
fm）の判断、及び処理を示すフローチヤートで
ある。 図中、１は放電管、２は高周波発振器、３は準
位選別マグネツト、４はビームシヤツタ、５は水
素蓄積球、６は空胴共振器（系）、２１はバラク
タ・ダイオード、３２は基準発振器、３３は周波
数混合器、３４はビート周期測定器、３５Ａは制
御回路、３５Ｂはメモリ部、３５Ｃはアラーム装
置、３６は制御信号発生部を示す。
ための模式図、第２図はメーザ発振周波数でロツ
クされるPLL回路と、自動同調装置の回路を説
明するためのブロツク図、第３図はこの発明の一
実施例を示す自動同調装置のブロツク図、第４図
はこの発明の自動同調装置において差信号（△
fm）の判断、及び処理を示すフローチヤートで
ある。 図中、１は放電管、２は高周波発振器、３は準
位選別マグネツト、４はビームシヤツタ、５は水
素蓄積球、６は空胴共振器（系）、２１はバラク
タ・ダイオード、３２は基準発振器、３３は周波
数混合器、３４はビート周期測定器、３５Ａは制
御回路、３５Ｂはメモリ部、３５Ｃはアラーム装
置、３６は制御信号発生部を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 水素メーザの水素蓄積球に集束される有効水
素原子の流量を予め定められた時間間隔で交互に
２つのレベルにわたつて変化させる手段と；前記
２つのレベルに対応したメーザ発振周波数
（fmH、fmL）を発振する前記水素蓄積球を含む水
素メーザ共振器系と；前記２つのメーザ発振周波
数（fmH、fmL）の差信号（Δfm）を検知する検
知手段と；該検知手段により得られた前記差信号
（Δfm）を記憶する記憶手段と；前記記憶手段に
記憶された前記差信号（Δfm）と予め設定され
た誤差設定値（Δe）とを比較し、Δfm＜Δeのと
きは前記記憶手段に記憶された前記差信号
（Δfm）の値をそのまま選択し、Δfm＞Δeのとき
は前記差信号（Δfm）の直前に前記記憶手段に
記憶されていた差信号の値を選択して出力する判
定手段と；該判定手段の出力信号により時間の経
過とともに前記水素メーザ共振器系の前記メーザ
発振周波数の前記差信号（Δfm）が０に近づく
ように制御する制御手段と、前記水素メーザ共振
器系からの信号を受領して標準周波数を出力する
信号出力系とを備えた水素メーザの自動同調シス
テム。 ２ 前記２つのレベルにわたつて変化させる手段
が、水素放電管と該水素放電管に加える静磁場の
強度を変化させる手段により、水素原子の流量を
制御するようにしたことを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の水素メーザの自動同調システ
ム。 ３ 前記判定手段が、計数回路を具備し該計数回
路が差信号（Δfm）＞誤差設定値（Δe）の状態を
連続Ｎ回計数した値になつたとき警報信号を出力
することを特徴とする特許請求の範囲第１項，ま
たは第２項記載の水素メーザの自動同調システ
ム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59038683A JPS60183781A (ja) | 1984-03-02 | 1984-03-02 | 水素メ−ザの自動同調システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59038683A JPS60183781A (ja) | 1984-03-02 | 1984-03-02 | 水素メ−ザの自動同調システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60183781A JPS60183781A (ja) | 1985-09-19 |
| JPH0318775B2 true JPH0318775B2 (ja) | 1991-03-13 |
Family
ID=12532084
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59038683A Granted JPS60183781A (ja) | 1984-03-02 | 1984-03-02 | 水素メ−ザの自動同調システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60183781A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0667905U (ja) * | 1993-03-01 | 1994-09-22 | 日本車輌製造株式会社 | 走行モータの油圧回路 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55107341A (en) * | 1979-02-08 | 1980-08-18 | Seiko Epson Corp | Standard unit of atomic frequency |
-
1984
- 1984-03-02 JP JP59038683A patent/JPS60183781A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60183781A (ja) | 1985-09-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |