Рубидиевый стандарт частоты и времени Советский патент 1985 года по МПК G04C3/00 

1 .Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в метрологии. Известен рубидиевый стандарт час тоты и времени (РСЧВ), который содержит кварцевый генератор, умножи, тели частоты, делители частоты, усилителиi синхронный детектор, син тезатор частот, формирователь шкал времени, блок счета времени и индикатор D Известен также РСЧВ, которьй содержит кварцевый генератор, выход которого соединен с входом усилител высокой частоты, а через последовательно соединенные умножитель часто ты, рубидиевый дискриминатор и усилитель низкой частоты подключен к первому входу схемы логики, выход которой соединен с лампами индикации, а второй вход - с входом кварцевого генератора и с выходом интег рующего .усилителя, вход которого подключен к выходу синхронного дете тора, первым входом соединенного с вторым выходом усилителя низкой частоты, а вторым входом с первым .выходом первого делителя частоты, первый выход усилителя высокой частоты через последовательно соединен ные второй и первьм делители частот подключен к второму и третьему входам умножителя частоты, а третий выход через формирователь шкал врем ни и блок счета времени - к блоку индикации t2. Однако известные РСЧВ непосредственно не .производят измерений погрешности частоты поверяемых кварц вых стандартов (генераторов). В настоящее время измерение относител ного отклонения частоты кварцевых генераторов осуществляется с по мощью системы, состоящей из РСЧВ, компаратора частотного, электронносчетного частотомера и поверяемого генератора, которая является доволь но дорогостоящей, громоздкой и имеет большой вес. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем введения режима измерения относительного отклонения частоты внешнего источника стандартного сигнала от частоты рубидиевого стандарта частоты и времени. В рубидиевый стандарт частоты и времени, содержащий включенные последовательно кварцевый генератор 3 умножитель частоты, рубидиевьй дискриминатор, усилитель низкой частоты, синхронный детектор и интегрирующий усилитель, выход которого сое динен с управляющим входом кварцевого генератора и с первым входом схемы логики, второй вход которой подключен к второму выходу усилителя низкой частоты, выход кварцевого генератора соединен через последовательно включенные усилитель высокой частоты, первый, второй делители частоты с входом третьего делителя частоты, первый выход которого подключен к второму входу синхронного детектора, а второй выход - к второму входу умножителя частоты, второй выход усилителя высокой частоты соединен с входом формирователя сигнала и через синтезатор частоты - с третьим входом умножителя частоты, последовательно включенные импульсный делитель частоты и блок счета времени и последовательно соединенные дешифратор и индикатор, введены умножитель относительного отклонения частоты, управляемый ключ, переключатель режимов работы, переключающее устройство, блок памяти и блок автоматики, причем выход усилителя высокой частоты через умножитель отнрситель-ного отклонения частоты подключен к входу блока автоматики и. через переключатель режимов работы - к управляющему входу управляемого ключа, через который выход формирователя сигнала соединен с входом импульсного делителя частоты, информационные выходы которого подключены к входам блока памяти, вход разрешения записи которого соединен с первым выходом блока автоматики, а выход - с первым входом переключающего устройства, второй вход которого подключен к выходу блока счета времени, а выход - к входу дешифратора, при этом второй выход блока автоматики соединен с входом установки в О импульсного делителя частоты; На фиг. 1 представлена схема РСЧВ, обеспечивающая измерение относительного отклонения частоты пове-. ряемого сигнала на фиг. 2 - схема блока автоматики; на фиг. 3 - схема умножителя относительного отклонения частоты. Рубидиевый стандарт частоты и времени содержит кварцевый генератор 1, умножитель 2 ч 1стоты, рубидиевый дискриминатор 3, усилитель 4 низкой частоты (УНЧ), синхронный детектор 5, интегрирующий усилитель 6, схему 7 логики, усилитель 8 высокой частоты, первый делитель 9 ча тоты, второй делитель 10 частоты, третий делитель 11 частоты, синтезатор 12 частоты, формирователь 13 сигнала, импульсньй делитель 14 частоты, блок 15 счета времени, дешифратор 16, индикатор 17, умножитель 18 относительного отклонения частоты, управляемый ключ 19, переключатель 20 режимов работы, переключающее устройство 21, блок 22 памяти, блок 23 автоматики. Кварцевый генератор 1, умножитель 2 частоты, рубидиевый дискрими натор 3, УНЧ 4,. синхронный детектор 5 и интегрирующий усилитель 6 соединены последовательно. Один вход схемы 7 логики подключен к выходу интегрирующего усилителя 6, а другой - к второму выходу УНЧ 4. Усилитель 8, первый 9, второй 10 и третий 11 делители частоты включе ны последовательно. Выходы третьего делителя 11 частоты соединены с вторыми входами умножителя 2 частоты и синхронного детектора 5. Вход синтезатора 12 частоты подключен к выходу усилителя 8, а выход - к входу умножителя 2 частоты Формирователь 13 сигнала подключен к выходу усилителя 8. Импульсны делитель 14 частоты и блок 15 счета времени соединены последовательно. Также последовательно соединены дешифратор 16 и индикатор 17. На один вход умножителя 18 относительного отклонения частоты подан сигнал от внешнего источника, а другой вход подключен к выходу усилителя 8. Управляемый ключ 19 включен между формирователем 13 и делителем 14, а его вход управления чере переключатель 20 режимов работы под ключей к выходу умножителя 18 отно сительного отклонения частоты. Переключающее устройство 21 сое динено с переключателем 20 режимов работы. Входы переключающего устро ства подключены к выходам блока 22 памяти и блока 15 счета времени а выход соединен с входом дешифрат ра 16. Вход блока 22 памяти соединен с информационными выходами декад делителя 14. Выходы устройства 23 автоматики подключены к входам делителя 14 частоты и блока 22 памяти, а вход блока 23 автоматики подключен к выходу умножителя 18. Устройство 23 автоматики собрано по схеме, вырабатывающей по окончании импульса, поступающего с выхода умножителя относительного отклонения частоты, на первом выходе сигнал команды Запись, а на втором выходе - сигнал сброса в О, который вьфабатывается после окончания записи информации в память. Блок автоматики собран на двух последовательно соединенных ждущих мультивибраторах. Первый мультивибратор запускается задним фронтом импульса с выхода умножителя относительного отклонения частоты. Длительность импульса Запись с выхода первого мультивибратора подбором выбирается таким образом, чтобы за время его действия осуществлялась запись в блок памяти. Второй ждущий мультивибратор запускается задним фронтом импульса с выхода первого мультивибратора. Длительность импульса сигнала сброса в О на выходе второго мультивибратора выбирается аналогичным образом. На фиг. 3 приведена структурная схема умножителя относительного отклонения частоты. Первый смеситель осуществляет умножение относительного отклонения частоты в второй также в 10 раз. Общий коэффициент умножения составляет 10. Умножитель 18 относительного отклонения частоты вьфабатывает на выходе прямоугольные импульсы, длительность которых связана с относительным отклонением частоты соотношением (itK|i), to/ TO ICкоэффициент умножения где относительного отклонения частоты; относительное отклонение частоты поверяемого сигнала от частоты сигнала РСЧВ. Рубидиевый стандарт частоты и времени работает следующим образом На время действия импульса с умножителя 18 относительного отклонения частоты, т.е. в режиме измерени относительного отклонения частоты генераторар ключ 19 открыт и с формирователя 13 сигнала на вход делителя 14 частоты постзшает число импульсов М, равное T. -t - период сигнала 10 МГц , К - коэффициент умножения ум ножителя 18 относительно отклонения частоты; Т - длительность импульса . с умножителя относительно го отклонения частоты .и После окончания действия импульса З ножитёля 18 относительного отклоне ния частоты ключ 19 запирается,а блок 23 автоматики вырабатьшает сигнал команды на запись в блок 22 памяти информахщи с делителя 14 частоты. Сигнал с блока 22 памяти поступает на дешифратор 16, ас него на индикатор 17,. который отобразит число М, которое будет отличаться от эталонной частоты на целое число единиц относительной разности частот. При работе прибора в режиме Шкала времени ключ 19 открыт постоянно и делитель 14 частоты осуществляет давление сигнала частотой 10 МГц до 1 Гц. Блок 15 счета времени производит счет импульсов следующих с периодом 1с. Переключающее устройство 21 соединяет выход блока 15 счета времени с дешифратором 16. Таким образом, в режиме работы прибора Шкала времени делитель 14 частоты будет выдавать шкалу времени в виде импульсов с частотой следования 1 Гц, а устройство индикации будет показьшать текущее время. В изобретении новая функциональная возможность обеспечивается путем зменения известной схемы РСЧВ, которое позволило при небольшом величении веса, стоимости испольовать устройства, традиционно вхоящие в РСЧВ, для измерения относиельного отклонения частоты внешнео источника сигнала.

Ждущий i obmudui fHmopIЯдуииа нуативгфапорН

9u.l

РУБИдаВВЫЙ СТАНДАРТ ЧАСТОТЫ И ВРЕМЕНИ, содержащий включенные последовательно кварцевый генератор умножитель частоты, рубидиевый дискриминатор, усилитель низкой частоты, синхронный детектор и интегрирующий усилитель, выход которого соединен с управляющим входом кварцевого генератора и с первым входом схемы логики, второй вход которой подключен к второму выходу усилителя низкой частоты, выход кварцевого генератора соединен через последовательно включенные усилитель высокой частоты, первьш, второй делители частоты с входом Третьего делителя :ча.стоты,первый выход которого подключен к второму входу синхронного детектора-, а второй - К второму входу умножителя частоты, второй выход усилителя высокой частоты соединен с входом формирователя сигнала и через синтезатор частоты - с третьим входом умножителя частоты,, последовательно включенные импульсный делитель частоты и блок счета времени и последовательно соединенные дешифратор и индикатор, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью расширения его функциональных возможностей путем введения режима измерения относительного отклонения частоты внешнего источника стандартного сигна-па от частоты рубидиевого стандарта частоты и времени, в него введены умножитель относительного отклонения частоты, управляемый ключ, переключатель режимов работы, переключающее устройство, блок памяти i и блок автоматики, причем выход уси(Л лителя высокой частоты через умножитель относительного отклонения частоты подключен к входу блока автоматики и через переключатель режимов работы - к управляющему входу управляемого ключа, через который выход формирователя сигнала соединен с вхосо дом импульсного делителя частоты, информационные выходы которого подклю00 чены.к входам блока памяти, вход раз решения записи которого соединен с 00 первым выходом блока автоматики, а оэ выход. - с первым входом переключающего устройства, второй вход которого подключен к выходу блока счета времени5.а выход - к входу дешифратора при этом второй выход блока автоматики соединен с входом установки в О импульсного делителя частоты.

Jg/rftfaU,

ВгодУНГц

b/KPlOC/WUe

( еииюа

Симтезаан-.

уанги

-AL

1et«

/

SMet

Сиеаипел

tPlOlbl i

«УкП

Леяитеяч

частипы

HOtn