JPS60183781A - 水素メ−ザの自動同調システム - Google Patents
水素メ−ザの自動同調システムInfo
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- JPS60183781A JPS60183781A JP59038683A JP3868384A JPS60183781A JP S60183781 A JPS60183781 A JP S60183781A JP 59038683 A JP59038683 A JP 59038683A JP 3868384 A JP3868384 A JP 3868384A JP S60183781 A JPS60183781 A JP S60183781A
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Classifications
-
- 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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- Electromagnetism (AREA)
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- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (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】
この発明は、水素メーザ周波数標準器にかかわり、４Ｉ
＋に、水素メーザ発振周波数を水素ノ１；（子の共脂族
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。
＋に、水素メーザ発振周波数を水素ノ１；（子の共脂族
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、周波数確度がセシューム（
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）、（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
須の機器となっている。
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）、（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
須の機器となっている。
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。
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爪間で
、このため水素メーザ共振周波数の調整が必要である。
、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
と周波数安定度の聞届について説明する。
と周波数安定度の聞届について説明する。
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
分子を解剛し、水素原子とするだめの放電用高周波発振
器、３は解訝１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ット、４は
水素ビーム流ｊ１１−を調整するビーム・シャッタ、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法、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だめの
磁気シールド、１１は真空ペルジャーである。なお、１
２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。
水素分子が供給されている放電管、２は放電管内の水素
分子を解剛し、水素原子とするだめの放電用高周波発振
器、３は解訝１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ット、４は
水素ビーム流ｊ１１−を調整するビーム・シャッタ、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法、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だめの
磁気シールド、１１は真空ペルジャーである。なお、１
２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
選別マグネット３により、水素原子のエネルギー準位’
ｔ’ Ｆ ＝ 、０ 、 ｍｒ ＝ ０ 、およびＦ＝
１ 、 ｍｒ−１にある水素原子は発１１シし、Ｆ＝１
、 ｍｕ ＝ Ｏ、ＩＦ ＝ ＋ １にある原子は水
素蓄積法５内に集束する。
選別マグネット３により、水素原子のエネルギー準位’
ｔ’ Ｆ ＝ 、０ 、 ｍｒ ＝ ０ 、およびＦ＝
１ 、 ｍｒ−１にある水素原子は発１１シし、Ｆ＝１
、 ｍｕ ＝ Ｏ、ＩＦ ＝ ＋ １にある原子は水
素蓄積法５内に集束する。
水素蓄積法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
積法５内に留まり、空胴共振器６内の電磁波の励振を受
ける。
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
積法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４１３周波数として利用されるエネルギー準位はＦ
＝ ｌ 、 ｍｐ ＝ Ｏ状１ｎ；からＦ＝Ｏ，ｍＦ＝
０に遷移する周波数テ、約１，４２０，４０５，７５２
Ｈｚ （標準周波数ｆｏ’）である。
＝ ｌ 、 ｍｐ ＝ Ｏ状１ｎ；からＦ＝Ｏ，ｍＦ＝
０に遷移する周波数テ、約１，４２０，４０５，７５２
Ｈｚ （標準周波数ｆｏ’）である。
いま、空胴共振器６の共振周波数ｆｃがこの標Ｉ（ｌｉ
周波数ｆＯの近傍に調整されていると、水素蓄積法５内
のＦ＝１．ｍｐ＝ｏにある原子は空胴共振器６内でｆｏ
に近い電磁波の励振を受け、エネルギー準位の低いＦ＝
０．ｍｐ＝ｏ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リメーザ発振周波数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ｆＯの近傍に調整されていると、水素蓄積法５内
のＦ＝１．ｍｐ＝ｏにある原子は空胴共振器６内でｆｏ
に近い電磁波の励振を受け、エネルギー準位の低いＦ＝
０．ｍｐ＝ｏ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リメーザ発振周波数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ｆｏが僅かでも異なっていると、メーザ発振
周波＠ ｆ ｍは標準周波数ｆＯよりシフトシたものと
なる。
標準周波数ｆｏが僅かでも異なっていると、メーザ発振
周波＠ ｆ ｍは標準周波数ｆＯよりシフトシたものと
なる。
このシフトの周波数関係は、
ｆ ｍ ｆ’ｏ−（ＱＣ／ＱＭ） （ｆ Ｃｆｏ ）
”・１）となることが知られている。
”・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 （ＩＣｆであり、Ｑｕ
は共鳴線のＱ （ｉｒｆである（共Ｉｌｌ：’、スペク
トラム周波数のイ１？城をΔｆとするとＱ文＝ｆｍ／Δ
ｆで示される）。
は共鳴線のＱ （ｉｒｆである（共Ｉｌｌ：’、スペク
トラム周波数のイ１？城をΔｆとするとＱ文＝ｆｍ／Δ
ｆで示される）。
乙たかって、（ｆｃ ｆｏ）が大きくなると（ｆｍ−ｆ
ｏ）すなわちメーザ発振周波数ｆｍと標準周波数ｆｏ−
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＞’ｔｉ：などの変動（すなわち、水素
原子同志の衝突数の変化に伴う９文の変動）により周波
数安定度も損なわれる。
ｏ）すなわちメーザ発振周波数ｆｍと標準周波数ｆｏ−
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＞’ｔｉ：などの変動（すなわち、水素
原子同志の衝突数の変化に伴う９文の変動）により周波
数安定度も損なわれる。
例えばＱｃ／Ｑｉ＝５Ｘｌ ０５のとき、ｆｍ−ｆ ｏ
／ ｆ ｏがｌＸｌ０’ ２程度に合わせるためには
、ｆｃ−ｆｏを約３０Ｈｚ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
。
／ ｆ ｏがｌＸｌ０’ ２程度に合わせるためには
、ｆｃ−ｆｏを約３０Ｈｚ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
小さいクリスタル舎ガラスチ゛・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ｆｏを一
致させるために自動同調装置が必要になる。
小さいクリスタル舎ガラスチ゛・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ｆｏ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Ｊ［子糸を
示し、２１は空胴共振器６の共４ＪＡ周波数ｆｃを微調
するバラクタ・ダイオード′である。
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Ｊ［子糸を
示し、２１は空胴共振器６の共４ＪＡ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・シャッタ４を開閉し、水素蓄積
球５内に注入する原子ビームＪＪ、を増減するためのド
ライブ回路を示す。
球５内に注入する原子ビームＪＪ、を増減するためのド
ライブ回路を示す。
一点鎖線で囲った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 ）回路であって、直流電圧で
発振周波数が制御コ１される水晶発振器２４゜周波数逓
倍器２５１周波数変換器（Ｍｉｘｅｒ）２６、中間周波
数増幅器２７９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。
期した発振出力を取り出すためのＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ
ＬＯＯｋｅｄ Ｌｏｏｐ ）回路であって、直流電圧で
発振周波数が制御コ１される水晶発振器２４゜周波数逓
倍器２５１周波数変換器（Ｍｉｘｅｒ）２６、中間周波
数増幅器２７９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、一点鎖線で囲った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３２１周波数混合冊３３、ビート周期測定器３
４．シーケンス制御部３５、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。
、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３２１周波数混合冊３３、ビート周期測定器３
４．シーケンス制御部３５、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。
、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１．４２
０，４０５，７５２ Ｈｚで発振している場合、ＰＬＬ
回路２３において水晶発振器２４の発振周波数を例えば
ｌＯＭＨｚとすると、周波数合成器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−１
４００ＭＨｚ ２０，４０５．７５２ＫＨｚの差信号が
抽出できる。したがって、周波数合成器２９において水
晶発＋Ｈｉ器２４の発振出力に基づいて２０，４０５．
７５２Ｋ ＨＺ （７）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（ｌＯＭＨｚ）はメーザ発振周波数ｆｍに位
相ロックされることになる。（実際の位相検波は４０５
．？５２ ＫＨｚまたは５，７５２ＫＨｚで行う）。
０，４０５，７５２ Ｈｚで発振している場合、ＰＬＬ
回路２３において水晶発振器２４の発振周波数を例えば
ｌＯＭＨｚとすると、周波数合成器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−１
４００ＭＨｚ ２０，４０５．７５２ＫＨｚの差信号が
抽出できる。したがって、周波数合成器２９において水
晶発＋Ｈｉ器２４の発振出力に基づいて２０，４０５．
７５２Ｋ ＨＺ （７）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（ｌＯＭＨｚ）はメーザ発振周波数ｆｍに位
相ロックされることになる。（実際の位相検波は４０５
．？５２ ＫＨｚ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ｆｏとなるように、つまり前記第（１
）式においてｆ、−ｆ ｃ＝ｏとなるように制御する。
ｆｍが標準周波数ｆｏとなるように、つまり前記第（１
）式においてｆ、−ｆ ｃ＝ｏとなるように制御する。
この制御方法の原理は圧力フエンチング法によって行わ
れている。
れている。
つまり、前記ｆ５ （１）式においてｆ０＝ｆｃとなっ
ていればＱＣ／Ｑ！：Ｌを変化した場合もｆｍ＝ｆＯが
成立することを利用する。Ｑ ｃ （Ｊ（Ｑｌ−ＩＪの
Ｑ イ＋ｅｉ ）は水素ビーム隈の増減を行い、水素原
−ｒ回志のｖＩＪ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ｊ、）−を
ビーム・シャック４でＨｉＣ高）、ＬＯ（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て調整すると
ｆｍ＝ｆｏとすることができる。
ていればＱＣ／Ｑ！：Ｌを変化した場合もｆｍ＝ｆＯが
成立することを利用する。Ｑ ｃ （Ｊ（Ｑｌ−ＩＪの
Ｑ イ＋ｅｉ ）は水素ビーム隈の増減を行い、水素原
−ｒ回志のｖＩＪ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ｊ、）−を
ビーム・シャック４でＨｉＣ高）、ＬＯ（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て調整すると
ｆｍ＝ｆｏ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ノ１（準発振器３２の出
力周波数は周波数１１４合器３３に入力され、その差信
号周波数かビート周期測定器３４で計数される。
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ノ１（準発振器３２の出
力周波数は周波数１１４合器３３に入力され、その差信
号周波数かビート周期測定器３４で計数される。
ビート周期測定器３４は例えば加減算（アップ・ダウン
）カウンタにより構成されており、シーケンス制御部３
５から出力されるビーム・シャック４のＨｉ、Ｌ、の切
換信号に同期して加算及び減算を行う。
）カウンタにより構成されており、シーケンス制御部３
５から出力されるビーム・シャック４のＨｉ、Ｌ、の切
換信号に同期して加算及び減算を行う。
したがって、いま、水素ビート早が増加（Ｈ４）したと
きのメーザ／ｉ、振周波数ｆｍ＋とノ、（Ｑｌｉ発振器
３２の出力周波数ｆｒの差ｆｍＨ−ｆｒをビート周）！
ＩＩ Ａ１１ｌ定器３４で加算し、次に水素ビーム量が
減少（ＬＯ）した状Ｆ；のメーザ発振周波数ｆｍＬと）
、（’！’発振器３２の出力周波数のｆｒの差ｆｍＬ−
ｆｒをビート周期１１１１１定器３４によッテ計数した
イｔｒｉを減算すると、ｆ ＩＩＩＨ−ｆ ｍＬ＝Δｆ
ｍか差信号（周期カウント差Δｆｍ′）として検出さ
れる。そこで、このＸイ１−！””ｒΔｆｍに対応する
制御信５多によって前記バラクタΦダイオード２１の容
ムｉ、値を１ｒｆ変し、空胴共振器６の共振周波数ｆｃ
が標７（Ｉｉ周波数ｆｏに接近するように制御コ１１す
ると水素ビームＪ１ＸのＨｉ、Ｌｏを１周期として漸次
。
きのメーザ／ｉ、振周波数ｆｍ＋とノ、（Ｑｌｉ発振器
３２の出力周波数ｆｒの差ｆｍＨ−ｆｒをビート周）！
ＩＩ Ａ１１ｌ定器３４で加算し、次に水素ビーム量が
減少（ＬＯ）した状Ｆ；のメーザ発振周波数ｆｍＬと）
、（’！’発振器３２の出力周波数のｆｒの差ｆｍＬ−
ｆｒをビート周期１１１１１定器３４によッテ計数した
イｔｒｉを減算すると、ｆ ＩＩＩＨ−ｆ ｍＬ＝Δｆ
ｍか差信号（周期カウント差Δｆｍ′）として検出さ
れる。そこで、このＸイ１−！””ｒΔｆｍに対応する
制御信５多によって前記バラクタΦダイオード２１の容
ムｉ、値を１ｒｆ変し、空胴共振器６の共振周波数ｆｃ
が標７（Ｉｉ周波数ｆｏに接近するように制御コ１１す
ると水素ビームＪ１ＸのＨｉ、Ｌｏを１周期として漸次
。
メーザ発振周波＠ ｆ ｍが標準周波数ｆ。に収斂する
。つまり、空胴共振器６の共振周波数ｆｃを標１（ら周
波数ｆ。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ｆ。に一致させることができる。
。つまり、空胴共振器６の共振周波数ｆｃを標１（ら周
波数ｆ。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ｆ。に一致させることができる。
なお、水素ビーム、ｊ、）−のＨｉ、Ｌｏの切り換えは
ビーム・シャンク４の開閉によって行ったが、例えば水
素放電？ｔ・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ノ！Ｘ子ビーム
ｈ１のｌｊ＋７減を行うようにしてもよい。
ビーム・シャンク４の開閉によって行ったが、例えば水
素放電？ｔ・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ノ！Ｘ子ビーム
ｈ１のｌｊ＋７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。
問題点がある。
（１） 自動同調系のビート周期′ＡＩＩＩ定器３４で
、水素ビーム量１１のＨｉまたはり。に対する周期カウ
ント差数は約１０桁であるのに対し、このＨｉ、Ｌ、）
の周期カウント差Δｆｍ”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」−必要である。
、水素ビーム量１１のＨｉまたはり。に対する周期カウ
ント差数は約１０桁であるのに対し、このＨｉ、Ｌ、）
の周期カウント差Δｆｍ”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」−必要である。
したがって、自動同調プロセスにおいてフリッカノイズ
ゴによって制御シーケンスがわずがでも狂うと、予Ｊ！
ＪＪ していないような大きなＨ２，Ｌ６０周期カウン
ト差が出方され、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。
ゴによって制御シーケンスがわずがでも狂うと、予Ｊ！
ＪＪ していないような大きなＨ２，Ｌ６０周期カウン
ト差が出方され、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関
するという問題がある。
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ｒ
ｌｌｌ ０１１回路を設けることにより、空胴共振ｚ：
）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。
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ｒ
ｌｌｌ ０１１回路を設けることにより、空胴共振ｚ：
）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。
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ック図
は同−句号とされている。３５Ａはマイクロプロセッサ
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Δｅ（カウント数Δｅ′）がキーボ
ードぢ゛により入力される。
は同−句号とされている。３５Ａはマイクロプロセッサ
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Δｅ（カウント数Δｅ′）がキーボ
ードぢ゛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って、水素ビーム量をＨｉ、Ｌ、に
交ガに切り換え、そのときのメーザ発振周波数ｆｍの差
信号Δｆｍをビート周ＪｔＪＪ測定器によって検出（ビ
ートカウント数Δｆｍ′）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Δｆｍ（カウント
数Δｆ ｍ ” ）が誤差設定値△ｅ（カウント数Δｅ
′）より小さい場合はメモリ部３５Ｂに格納し５、差信
号△ｆｍ（カウント数Δｆｍ′）に対応する制御信号に
よって前記バラクタ・ダイオード２１の容量値を可変と
する。
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って、水素ビーム量をＨｉ、Ｌ、に
交ガに切り換え、そのときのメーザ発振周波数ｆｍの差
信号Δｆｍをビート周ＪｔＪＪ測定器によって検出（ビ
ートカウント数Δｆｍ′）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Δｆｍ（カウント
数Δｆ ｍ ” ）が誤差設定値△ｅ（カウント数Δｅ
′）より小さい場合はメモリ部３５Ｂに格納し５、差信
号△ｆｍ（カウント数Δｆｍ′）に対応する制御信号に
よって前記バラクタ・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ｉ１１［＋１定器３４から出
力された差信号Δｆｍが誤差設定値Δｅより大きい場合
はこの測定ｍを捨て、メモリ部３５Ｂにストアされてい
る最新の差信号Δｆｍ（Ｍ）（カウント数△ｆ ｍ ”
（Ｍ） ）を出力するようにする。
力された差信号Δｆｍが誤差設定値Δｅより大きい場合
はこの測定ｍを捨て、メモリ部３５Ｂにストアされてい
る最新の差信号Δｆｍ（Ｍ）（カウント数△ｆ ｍ ”
（Ｍ） ）を出力するようにする。
したがってフリッカノイズ゛などの影ＩＪｌｊ ４こよ
ってｙＩ′常なイ的の差イ、ｉ号△ｆｍ（カウントグ文
Δｆｍ′）か出力されたときても、この値によって共振
周波数ｆｃが同調プロセスから外れた点に飛んで収斂状
ｊハ、を人きく乱ずという問題を解消することができる
。
ってｙＩ′常なイ的の差イ、ｉ号△ｆｍ（カウントグ文
Δｆｍ′）か出力されたときても、この値によって共振
周波数ｆｃが同調プロセスから外れた点に飛んで収斂状
ｊハ、を人きく乱ず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ｒａｔ ３ ｅ等は１個のマイ
クロコンピュータとして形成できることはいうまでもな
い。
定器３４．制御信号発生ｒａｔ ３ ｅ等は１個のマイ
クロコンピュータとして形成できることはいうまでもな
い。
第４図はこの発明の自動同調システムのフローチャー１
・を示したものである。このフローチャー１−には、ｌ
ｊ！４差設定イ１（ｉΔｅ（カウント数Δｅ′）より大
きな差信号△ｆｍ（カウント数△ｆ ｍ ′）が連続し
てＮ。回以」−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伺加されてい
る。
・を示したものである。このフローチャー１−には、ｌ
ｊ！４差設定イ１（ｉΔｅ（カウント数Δｅ′）より大
きな差信号△ｆｍ（カウント数△ｆ ｍ ′）が連続し
てＮ。回以」−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伺加されてい
る。
したがって、同調プロセスにおいてアラーム装置Ｊ′；
が働いたときは、何らかの１１９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内点検する
。
が働いたときは、何らかの１１９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内点検する
。
以」二説明したように、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軸することができるという大
きな効果がＴｆｊ、られる。
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軸することができるという大
きな効果がＴｆｊ、られる。
第１図は水素メーザの基本的な原理を説明するだめの模
式図、第２図はメーザ発振周波数でロックされるＰＬＬ
回路と、自動同調装置の回路を説明するためのブロック
図、第３図はこの発明の一実施例を示す自動同調装置の
ブロック図、第４図はこの発明の自動同調装置において
差信号ｒ・△ｆｍ）の判断、及び処理を示すフローチャ
ートである。 図中、１は放電’＋？、２は高周波発振器、３は準位選
別マグネット、４はビームシャッタ、５は水素蓄積法、
６は空胴共振器（系）、２１はバラクタ・グイオート、
３２はノ１（準発振器、３３は周波数混合器、３４はビ
ーＩ・周期測定器、３５Ａは制ｊＪｊ回路、３５Ｂはメ
モリ部、３５Ｃはアラーム装置、３６は制御信−）発生
部を示す。−第１図 第２図 ２０ 第３図
式図、第２図はメーザ発振周波数でロックされるＰＬＬ
回路と、自動同調装置の回路を説明するためのブロック
図、第３図はこの発明の一実施例を示す自動同調装置の
ブロック図、第４図はこの発明の自動同調装置において
差信号ｒ・△ｆｍ）の判断、及び処理を示すフローチャ
ートである。 図中、１は放電’＋？、２は高周波発振器、３は準位選
別マグネット、４はビームシャッタ、５は水素蓄積法、
６は空胴共振器（系）、２１はバラクタ・グイオート、
３２はノ１（準発振器、３３は周波数混合器、３４はビ
ーＩ・周期測定器、３５Ａは制ｊＪｊ回路、３５Ｂはメ
モリ部、３５Ｃはアラーム装置、３６は制御信−）発生
部を示す。−第１図 第２図 ２０ 第３図
Claims (3)
- （１） 水素メーザの水素蓄ＸＪＩＬ球に東東される有
効水素原子の流Ｊｌ：を予め定められた１１′７．間間
隔で交ｌｆに２つのレベルにわたっ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（ｆ
ｍＨ，ｆ ｍＬ ）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４Ｍ周波数（
ｆｍＨ，ｆｍＬ）の差信号（△ｆｍ）を検知する検知手
段と；該検知手段によりｔＩｊられた前記差信−）（Δ
ｆｍ）を記憶する記憶手段と；前記記憶された差信号（
Δｆｍ）と予め設定された誤差設定値（△ｅ）とを比較
し、△ｆｍ＜Δｅのときは前記記憶された差信号（Δｆ
ｍ）の飴をそのまま選択し、Δｆｍ＞Δｅのときは前記
記ｔ０手段に記憶されていた直前の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メーザ発振
周波数の差信Ｉ３． （△ｆｍ）かＯ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ｉ＋ｆ
ｆｉ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、たっ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ｉＡｔ、ＩＩＸ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
差信け（Δｆｍ）を判定回数（Ｎ）連続して誤差設定値
（△ｅ）より大なる状１ハ；を判別したときｇｙ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 true JPS60183781A (ja) | 1985-09-19 |
| JPH0318775B2 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) |
Cited By (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 |
Citations (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
Patent Citations (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 |
Cited By (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 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0318775B2 (ja) | 1991-03-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |