JPH0783264B2 - セシウム原子発振器 - Google Patents
セシウム原子発振器Info
- Publication number
- JPH0783264B2 JPH0783264B2 JP61082740A JP8274086A JPH0783264B2 JP H0783264 B2 JPH0783264 B2 JP H0783264B2 JP 61082740 A JP61082740 A JP 61082740A JP 8274086 A JP8274086 A JP 8274086A JP H0783264 B2 JPH0783264 B2 JP H0783264B2
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- JP
- Japan
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- cesium
- control voltage
- oscillator
- frequency
- voltage
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- TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N caesium atom Chemical compound [Cs] TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 32
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 title claims description 27
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 21
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 claims 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は周波数標準装置に用いられるセシウム原子発振
器に関し、特にセシウムビーム管から得られる制御信号
によって電圧制御型水晶発振器の出力周波数を制御する
制御回路部分に関する。
器に関し、特にセシウムビーム管から得られる制御信号
によって電圧制御型水晶発振器の出力周波数を制御する
制御回路部分に関する。
従来、セシウム原子ビーム管を用いた標準発振器（セシ
ウム原子発振器）は第２図に示すように構成される（特
公昭42−27517号公報参照）。図において、電圧制御型
水晶発振器13の出力は周波数逓倍、合成器11に供給され
ここでセシウム原子の共鳴周波数が形成され、低周波数
発振器12の出力を変調波として位相変調しセシウムビー
ム管１の空胴共振器（図示せず）に供給される。一方、
セシウムビーム管のイオン化ビーム検出部（図示せず）
から得られる出力は低周波増幅器９で増幅され位相検波
器10に供給され、低周波発振器12から供給される低周波
信号によって位相検波される。検波信号は制御増幅器14
を介して増幅され電圧制御型水晶発振器13の制御電圧と
なる。
ウム原子発振器）は第２図に示すように構成される（特
公昭42−27517号公報参照）。図において、電圧制御型
水晶発振器13の出力は周波数逓倍、合成器11に供給され
ここでセシウム原子の共鳴周波数が形成され、低周波数
発振器12の出力を変調波として位相変調しセシウムビー
ム管１の空胴共振器（図示せず）に供給される。一方、
セシウムビーム管のイオン化ビーム検出部（図示せず）
から得られる出力は低周波増幅器９で増幅され位相検波
器10に供給され、低周波発振器12から供給される低周波
信号によって位相検波される。検波信号は制御増幅器14
を介して増幅され電圧制御型水晶発振器13の制御電圧と
なる。
簡単に言えば従来のセシウム原子発振器は、セシウムビ
ーム管１内で発生する高安定な原子共鳴を利用して電圧
制御型水晶発振器13の出力周波数を制御するものであ
る。
ーム管１内で発生する高安定な原子共鳴を利用して電圧
制御型水晶発振器13の出力周波数を制御するものであ
る。
上述した従来のセシウム原子発振器の構成は、装置の立
ち上げの際に電源ONするだけでは正常動作を開始するこ
とができないという欠点がある。
ち上げの際に電源ONするだけでは正常動作を開始するこ
とができないという欠点がある。
すなわち、電圧制御型水晶発振器６はいったん電源を切
ると電源再投入後ふたたび出力周波数が安定するまでに
は30分程度の時間を必要とする。またセシウムビーム管
１も同様に出力が安定するのに30分程度かかる。
ると電源再投入後ふたたび出力周波数が安定するまでに
は30分程度の時間を必要とする。またセシウムビーム管
１も同様に出力が安定するのに30分程度かかる。
したがって、従来のセシウム原子発振器は装置立ち上げ
のときには全体の周波数ロックループの１部例えば制御
増幅器８と電圧制御型水晶発振器６の間を切っておき電
圧制御型水晶発振器６及びセシウムビーム管１の出力が
安定したときにループをつなぐという作業が必要とな
る。
のときには全体の周波数ロックループの１部例えば制御
増幅器８と電圧制御型水晶発振器６の間を切っておき電
圧制御型水晶発振器６及びセシウムビーム管１の出力が
安定したときにループをつなぐという作業が必要とな
る。
このような欠点があると特に問題となるのは停電等によ
る電源の一時停止のときに、ふたたび電源が投入されて
も全く違った出力周波数となるのが通例である。すなわ
ち、セシウム原子発振器１の出力はそれに供給されるマ
イクロ波の周波数によって第３図のような共鳴特性を有
し、正常動作時には出力が最大の点10にマイクロ波周波
数を制御しているが、電源の再投入時に、周波数制御ル
ープが働いていると、電圧制御型水晶発振器６及びセシ
ウムビーム管１の出力が安定していないために本来のピ
ークではない点11,11′にマイクロ波周波数が制御さ
れ、電圧制御型水晶発振器６の出力周波数も全く違った
ものになる可能性が大きい。
る電源の一時停止のときに、ふたたび電源が投入されて
も全く違った出力周波数となるのが通例である。すなわ
ち、セシウム原子発振器１の出力はそれに供給されるマ
イクロ波の周波数によって第３図のような共鳴特性を有
し、正常動作時には出力が最大の点10にマイクロ波周波
数を制御しているが、電源の再投入時に、周波数制御ル
ープが働いていると、電圧制御型水晶発振器６及びセシ
ウムビーム管１の出力が安定していないために本来のピ
ークではない点11,11′にマイクロ波周波数が制御さ
れ、電圧制御型水晶発振器６の出力周波数も全く違った
ものになる可能性が大きい。
また、電圧制御型水晶発振器６は経時変化を有し、長期
間使用した場合に電源をOFFにすると、十分安定したの
ちに周波数制御ループを動作させた時に上述の誤動作を
する恐れがあるので、F0決定電源12を調整する必要があ
る。
間使用した場合に電源をOFFにすると、十分安定したの
ちに周波数制御ループを動作させた時に上述の誤動作を
する恐れがあるので、F0決定電源12を調整する必要があ
る。
本発明によれば、原子共鳴を発生するセシウムビーム管
と、外部出力信号を発生する電圧制御型水晶発振器と、
前記セシウム管で発生する原子共鳴を利用して前記電圧
制御型水晶発振器の出力信号を制御する周波数制御部と
を含むセシウム原子発振器において、前記出力信号周波
数を制御する制御電圧を随時記憶する記憶部を有する制
御電圧発生装置と、前記制御電圧の供給を所定時間後に
行うタイマ回路とを有するセシウム原子発振器が得られ
る。
と、外部出力信号を発生する電圧制御型水晶発振器と、
前記セシウム管で発生する原子共鳴を利用して前記電圧
制御型水晶発振器の出力信号を制御する周波数制御部と
を含むセシウム原子発振器において、前記出力信号周波
数を制御する制御電圧を随時記憶する記憶部を有する制
御電圧発生装置と、前記制御電圧の供給を所定時間後に
行うタイマ回路とを有するセシウム原子発振器が得られ
る。
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である。
図において、本実施例は第２図に使用される制御増幅器
８と電圧制御水晶発振器６との間に、制御電圧発生回路
７とタイマ回路９が接続されたものである。
８と電圧制御水晶発振器６との間に、制御電圧発生回路
７とタイマ回路９が接続されたものである。
電圧制御型水晶発振器６の出力周波数はセシウム原子発
振器の出力として取り出されるが、一方、周波数逓信・
合成器４においてセシウム原子の共鳴周波数が作り出さ
れセシウムビーム管１へ供給される。このとき低周波発
振器５による周波数で位相変調されているので、位相検
波器３で周波数の誤差信号が得られ制御増幅器８により
発生した制御信号は後述するタイマ回路９を介して制御
電圧発生器７の発生電圧を決定する。制御電圧発生器７
は電圧制御型水晶発振器６の出力周波数を制御する。こ
のときの制御電圧は、たとえばディジタル信号に変換さ
れた後、RAMを含む記憶回路部に随時書き込まれる。こ
れは低消費電力であるため、電源断時にも小型のバッテ
リーにより長時間動作し記憶を失うことはない。タイマ
９回路は原子発振器の立上時などにおいては、立上げ時
から所定時間経過後、増幅器８の出力を制御電圧発生回
路７に供給する。制御電圧発生回路７では、この制御電
圧を記憶するとともに、この制御電圧をそのまま電圧制
御型発振器６に供給し、立上時などにタイマ回路９から
制御電圧が供給されないときには記憶回路の記憶されて
いる制御電圧を発振器６に供給するようにしている。
振器の出力として取り出されるが、一方、周波数逓信・
合成器４においてセシウム原子の共鳴周波数が作り出さ
れセシウムビーム管１へ供給される。このとき低周波発
振器５による周波数で位相変調されているので、位相検
波器３で周波数の誤差信号が得られ制御増幅器８により
発生した制御信号は後述するタイマ回路９を介して制御
電圧発生器７の発生電圧を決定する。制御電圧発生器７
は電圧制御型水晶発振器６の出力周波数を制御する。こ
のときの制御電圧は、たとえばディジタル信号に変換さ
れた後、RAMを含む記憶回路部に随時書き込まれる。こ
れは低消費電力であるため、電源断時にも小型のバッテ
リーにより長時間動作し記憶を失うことはない。タイマ
９回路は原子発振器の立上時などにおいては、立上げ時
から所定時間経過後、増幅器８の出力を制御電圧発生回
路７に供給する。制御電圧発生回路７では、この制御電
圧を記憶するとともに、この制御電圧をそのまま電圧制
御型発振器６に供給し、立上時などにタイマ回路９から
制御電圧が供給されないときには記憶回路の記憶されて
いる制御電圧を発振器６に供給するようにしている。
以上のような正常動作中に電源を切り電源再投入した場
合、制御電圧発生回路７は電源断前に記憶していた制御
電圧を電圧制御型水晶発振器６に供給する。
合、制御電圧発生回路７は電源断前に記憶していた制御
電圧を電圧制御型水晶発振器６に供給する。
タイマ回路９は電源投入から約30分経過した後に、それ
まで切断していた制御増幅器８と制御電圧発生回路７の
間を接続する。
まで切断していた制御増幅器８と制御電圧発生回路７の
間を接続する。
以上説明したように本発明は、電源投入時に記憶された
制御電圧を電圧制御型水晶発振器に供給することと、安
定するまでの約30分間は周波数制御ループを開いている
ことにより、停電等の電源OFF−再投入の場合にも何ら
支障なく正常動作を開始できる効果がある。
制御電圧を電圧制御型水晶発振器に供給することと、安
定するまでの約30分間は周波数制御ループを開いている
ことにより、停電等の電源OFF−再投入の場合にも何ら
支障なく正常動作を開始できる効果がある。
第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
従来のセシウム原子発振器のブロック図、第３図はセシ
ウムビーム管出力特性を示す線図である。 １……セシウムビーム管、２……低周波増幅器、３……
位相検波器、４……周波数逓信、合成器、５……低周波
発振器、６……電圧制御型水晶発振器、７……制御電圧
発生回路、８……制御増幅器、９……タイマ回路、10…
…出力最大点、11……ピーク点、12……F0決定電源。
従来のセシウム原子発振器のブロック図、第３図はセシ
ウムビーム管出力特性を示す線図である。 １……セシウムビーム管、２……低周波増幅器、３……
位相検波器、４……周波数逓信、合成器、５……低周波
発振器、６……電圧制御型水晶発振器、７……制御電圧
発生回路、８……制御増幅器、９……タイマ回路、10…
…出力最大点、11……ピーク点、12……F0決定電源。
Claims (1)
- 【請求項１】原子共鳴を発生するセシウムビーム管と、
外部出力信号を発生する電圧制御型水晶発振器と、前記
セシウム管で発生する原子共鳴を利用して前記電圧制御
型水晶発振器の出力信号を制御する周波数制御部とを含
むセシウム原子発振器において、前記周波数制御部は、
前記セシウムビーム管の位相ずれを検出する位相検波器
と、前記位相ずれに基づき前記出力信号周波数を制御す
る制御電圧を発生し、この制御電圧を正常時の制御電圧
として随時記憶する記憶部を有し、前記セシウム原子発
振器の立上時に前記記憶された正常時の制御電圧として
前記水晶発振器に供給する制御電圧発生装置と、前記発
生した制御電圧を前記原子発振器の立上げ時から所定時
間後に前記制御電圧発生装置に供給するよう制御するタ
イマ回路とを有することを特徴とするセシウム原子発振
器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61082740A JPH0783264B2 (ja) | 1986-04-09 | 1986-04-09 | セシウム原子発振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61082740A JPH0783264B2 (ja) | 1986-04-09 | 1986-04-09 | セシウム原子発振器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62239617A JPS62239617A (ja) | 1987-10-20 |
| JPH0783264B2 true JPH0783264B2 (ja) | 1995-09-06 |
Family
ID=13782811
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61082740A Expired - Lifetime JPH0783264B2 (ja) | 1986-04-09 | 1986-04-09 | セシウム原子発振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0783264B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55107341A (en) * | 1979-02-08 | 1980-08-18 | Seiko Epson Corp | Standard unit of atomic frequency |
| JPS5932230A (ja) * | 1982-08-16 | 1984-02-21 | Hitachi Ltd | 発振コントロ−ル回路 |
| JPH0724006B2 (ja) * | 1984-07-04 | 1995-03-15 | 株式会社日立製作所 | デ−タ処理装置 |
-
1986
- 1986-04-09 JP JP61082740A patent/JPH0783264B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62239617A (ja) | 1987-10-20 |
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