Квантовый стандарт частоты

 

Изобретение относится к стандартам частоты и времени и м.б. использовано в службе времени и эталонных частот. Цель изобретения - повышение долговременной стабильности частоты. Устройство содержит квантовый дискриминатор I, селективный усилитель 2, синхронный детектор 3, фильтр нижних частот 4, кварцевый г-р 5, фазовый модулятор 6, умножитель частоты 7, генератор низкой частоты (ГНЧ) 8. Для достижения цели в устр-во введены управляемый аттенюатор 9, амплитудный модулятор 10, селективный усилитель 11, синхронный детектор 12, интегрирующее звено и ГНЧ 14. При выборе определенных соотношений между сигналами частот по величине и форме . спектр результирующего СВЧ-сигнала является симметричным и не приводит к сдвигам частоты и, следовательно, снижению точности квантового стандарта частоты. В то же время стабилизация СВЧ-сигнала по мощности приводит к улучшению долговременной стабильности частоты во всем диапазоне изменения условий эксплуатации квантового стандарта частоты. 1 ил. i (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5и 4 Н 03 Ь 7/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

I

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ . ц .

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4036925/24-09 (22) 19.03 ° 86 (46) 30.06.88. Бкп. М 24 (72) Ю.Ю.Балыков (53) 621.396,666(088.8) (56) Стандарты частоты и времени на основе квантовых генераторов и дискриминаторов./ Под ред. Б,П,Фатеева.

М.: Сов. радио, 1978 ° с, 155. (54) КВАНТОВЬЁ СТАНДАРТ ЧАСТОТЫ (57) Изобретение относится к стандартам частоты и времени и м,б. использовано в службе времени и эталонных частот. Цель изобретения — повышение долговременной стабильности частоты.

Устройство содержит квантовый дискриминатор 1, селективный усилитель 2, синхронный детектор 3, фильтр нижних частот 4, кварцевый г-р 5, фазовый

„„80„„1406791 А1 модулятор 6, умножитель частоты 7, генератор низкой частоты (ГНЧ) 8.

Дпя достижения цели в устр-во введены управляемый аттенюатор 9, амплитудный модулятор 10, селективный усилитель

11, синхронный детектор 12, интегрирующее звено и ГНЧ 14. При выборе определенных соотношений между сигналами частот по величине и форме спектр результирующего СВЧ-сигнала является симметричным и не приводит к сдвигам частоты и, следовательно, снижению точности квантового стандарта частоты. В то же время стабилизация СВЧ-сигнала по мощности приводит к улучшению долговременной стабильности частоты во всем диапазоне изменения условий эксплуатации квантового стандарта частоты. 1 кп.

1406791

Изобретение относится к стандартам частоты и времени и может быть использовано в службе времени и эталонных частот.

Целью изобретения является повы5 шение долговременной стабильности частоты.

На чертеже изображена структурная электрическая схема квантового стан- 10 дарта частоты.

Квантовый стандарт частоты содержит квантовый дискриминатор 1, первый селективный усилитель 2, первый синхронный детектор 3 фильтр 4 нижних частот (ФНЧ), кварцевый генератор 5, фазовый модулятор 6, умножитель 7 частоты, первый генератор 8 низкой частоты (ГНЧ), управляемый аттенюатор 9, амплитудный модулятор 10, 20 второй селективный усилитель ll второй синхронный детектор 12, интегрирующее звено 13 и второй ГНЧ )4.

Квантовый стандарт частоты работает следующим образом. 25

Сигнал кварцевого генератор 5 модулируется в фазовом модуляторе 6 частоты 03, . от ГНЧ 8, умножается в умножителе 7 частоты до значения частоты перехода квантового дискриминатора 1 и через управляемый аттенюатор 9 подается на амплитудный модуля-. тор 10, в котором осуществляется амплитудная модуляция СВЧ-сигнала частотой Я, отличной От Ы,. С выхода амплитудного модулятора 10 сигнал, модулированный по фазе и амплитуде, поступает в квантовый дискриминатор

1, где осуществляется взаимодействие

40 с атомами вещества. На выходе квантового дискриминатора 1 с помощью селективных усилителей 2 и 1) выделяются сигналы с частотами сЭ,и Ы, которые используются для подстройки соот45 ветственно частоты и мощности сигнала возбуждения квантового дискриминатора 1. Сигнал частоты 4), с выхода селективного усилителя 2 поступает на первый синхронный детектор 3, на второй вход которого поступает сигнал частоты 43 с ГНЧ 8, а на выходе получается сигнал, пропорциональный расстройке между частотой квантового дискриминатора ) и кварцевого генератора 5. Этот сигнал через ФНЧ 4 поступает на управляющий вход кварцевого генератора 5 и корректирует em частоту, Сигнал с выхода второго селективного усилителя ll настроенного на частоту О, поступает на второй синхронный детектор 12, на второй вход которого поступает сигнал частоты а, с генератора ГНЧ 14, а на выхо-, де получается сигнал, пропорциональный отклонению мощности СВЧ-сигнала от оптимальной. Этот сигнал через интегрирующее звено 13 поступает на управляющий вход управляемого аттенюатора 9 и изменяет его затухание таким образом, чтобы мощность сигнала накачки была оптимальной, При настройке на вершину характеристики амплитуды выходного сигнала от мОщности накачки сигнал частоты Я будет минимальным, а вторая гармоника частоты Ы максимальна, что можно использовать для контроля настройки аттенюатора на оптимальное значение мощности накачки, так же, как в случае с второй гармоникой частоты Я, при настройке кварцевого генератора на вершину спектральной линии квантового дискриминатора.

При выборе определенных соотношений между сигналами частот И, и

<,1 по величине и форме спектр результирующего СВЧ-сигнала является симметричным и не приводит к сдвигам частоты, а следовательно, снижению точности квантового стандарта частоты. В то же время стабилизация СВЧсигнала по мощности приводит к улучшению долговременной стабильности частоты во всем диапазоне изменения условий эксплуатации квантового стандарта ЧНстоты.

Формула и з о б р е т е н и я

Квантовый стандарт частоты, содержащий соединенные последовательно квантовый дискриминатор, первый селективный усилитель, первый синхронный детектор, фильтр нижних частот, кварцевый генератор, фазовый модулятор и умножитель частоты, а также первый генератор низкой частоты, выход которого подключен к вторым входам фазового модулятора и первого синхронного детектора, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения долговременной стабильности частоты в него введены между выходом умножителя частоты и входом квантового дискриминатора последовательно

1406791

Составитель А.Кабанов

Техред М.Дидык Корректор Г.Решетник

Редактор Е. Копча

Тираж 928 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 3207/54

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 соединенные управляемый аттенюатор и амплитудный модулятор, а между выходом квантового дискриминатора и управляющим входом управляемого

5 аттенюатора — последовательно соединенные второй селективный усилитель, второй синхронный детектор и интегрирующее звено, а также второй генератор низкой частоты, выход которого соединен с вторыми входами амплитудного модулятора и второго синхронного детектора.