КВАНТОВАЯ МЕРА ЧАСТОТЫ Советский патент 1973 года по МПК G01R23/12 

Изобретение относится к области раднотехинки и может быть использовано для стабилизации частоты.

Известны квантовые меры частоты, содержащие автогенератор, умножитель частоты, нараллелыю которому включен синтезатор частоты, унравляемыи генератором низкой частоты, н последовательно соединенные цепь формирования сигнала СВ4-возбуждения, квантовый дискриминатор, предварительный усилитель, избирательный уснлитель, синхронный детектор и цепь формирования сигнала ошибки.

Однако нзвестные квантовые меры частоты имеют недостаточную кратковременную стабильпость частоты выходного сигнала.

С целью новышения кратковременной стабильности частоты выходного сигнала в предлагаемую квантовую меру частоты введены фазовращатель с отчетным устройством и цень унравлення фазовращателем, причем фазовращатель включен между выходом автогенератора и входом умножителя частоты, а цень унравлення фазовращателем к цепи формирования сигнала ошибки.

На чертеже представлена схема предлагаемой квантовой меры частоты.

К автогенератору 1 подключен фазовращатель 2, выход которого соединен с умножителем частоты 3 и сИНтезатором частоты 4, к

которому подключен генератор 5 ннзкой частоты. Выходные цепи умножителя частоты S и синтезатора частоты 4 соединены с цепью 6 формирования сигнала возбуждения. К выходу последней подключен вход квантового дискриминатора 7, а его выход соединен со входом предварительного усилителя 8, соединенный с избирательным усилителем 9, выход которого подключен ко входу синхронного детектора 10. К выходу синхронного детектора 10 подключен вход ценн // формирования сигнала ошибки, выход которой соедипен с пенью управления фазовращателем 12. Фазо-вращатель соединен с отсчетным устройством 13.

Квантовая мера частоты работает следующим образом.

Выходной снгнал автогенератора / через фазовращатель 2 поступает на входы умножителя частоты 3 и синтезатора частоты 4. Коэффнцнент умножения в умножнтеле выбирается в зависимости от иснользуемого квантового дискриминатора. Синтезатор частоты # обеспечивает формирование н модуляцию с номощью генератора 5 низкой частоты, дополнительной частоты, которая в цени 6 формнрования сигнала возбуждення вместе с выходной частотой умножителя преобразуется до частоты выбранной снектральной линии. Снгнал возбуждения ноступает на квантовый

дискриминатор 7, затем усиливается предварительным и избирательным усилителями S и 9 соответственно и поступает на синхронный детектор W. В синхронном детекторе 10 этот сигнал сравнивается с опорным сигналом от генератора 5 низкой частоты. Амплитуда сигнала на выходе синхронного детектора определяется величиной отклонения действительного значения частоты сигнала СВЧ возбуждения от частоты спектральной линии атомов, а знак этого сигнала зависит от стороны отклонения. Выходной сигнал синхронного детектора в цепи )/ формирования сигнала ошибки преобразуется и поступает на цепь управления фазовращателем 12.

При совпадении частоты сигнала СВЧ-возбуждения с частотой спектральной линии сигнал частоты модуляции на выходе квантового дискриминатора равен нулю, сигнал управления на фазовращателе отсутствует. Вследствие изменения частоты автогенератора 1 на выходе квантового дискриминатора 7 появляется сигнал, соответствующий разности частот, который компенсируется следящей системой. Таким образом, обеспечивается автоматическое управление фазой выходного сигнала автогенератора 1, при котором сигнал ошибки не воздействует на автогенератор.

Кроме функций управляющего элемента, фазовращатель выполняет функцию измерительного элемента, так как соединенное с ним отсчетное устройство 13 регистрирует изменение частоты во времени. Квантовая мера частоты по данному изобретению обеспечивает также автоматическое измерение стабильности частоты, действительного значения частоты и погрешности воспроизведения действительного значения частоты других мер частоты.

Предмет изобретения

Квантовая мера частоты, содержащая автогенератор, умножитель частоты, параллельно

которому включен синтезатор частоты, управляемый генератором низкой частоты, и последовательно соединенные цепь формирования сигнала СВЧ возбуждения, квантовый дискриминатор, предварительный усилитель, избирательный усилитель, синхронный детектор и цепь формирования сигнала ошибки, отличиющаяся тем, что, с целью повышения кратковременной стабильности частоты выходного сигнала, в нее введены фазовращатель с отчетным устройством и цепь управления фазовращателем, причем фазовращатель включен между выходом автогенератора и входом умножителя частоты, а цепь управления фазовращателем подключена к цепи формировання сигнала ошибки.