Стандарт частоты

 

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - повышение стабильности частоты выходных колебаний. Стандарт частоты содержит синтезатор 1 частоты, генератор гармоник 2, квантованный дискриминатор 3, формирователь сигнала подстройки частоты (ФСЧ) 4, кварцевый генератор 5, умножитель 6 частоты, блок формирования управляющих кодовых сигналов (БФУС) 7, коммутатор 8, генератор модулирующих сигналов ГМС 9. Высокая стабильность частоты колебаний поддерживается за счет работы экстремальной системы автоматического регулирования с модуляцией и демодуляцией, в которой квантовый дискриминатор 3 служит частотно-задающим элементом. Применение модуляции частоты fB сигнала возбуждения позволяет устранить неопределенность при определении знака частоты возбуждения от резонансной частоты квантового дискриминатора 3. Модуляция частоты осуществляется за счет изменения управляющего кода на втором входе синтезатора 1.1 ил. сл С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)з Н 03 1 7/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ y

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 471,5952/09 (22) 06.07.89 (46) 15.03.92. Бюл. М 10 (71) Ленинградский научно-исследовательский радиотехнический институт (72) А.Б.Басевич, О.Л.Кузнецов, А.С.Перлин и А.А.Соловов (53) 621.373.42 (088.8) (56) Пихтелев А.И. и др. Стандарты частоты и времени на основе квантовых генераторов и дискриминаторов. М;: Советское радио, 1978, с, 155, Патент CLUA ЬЬ3363193, кл. Н 03 .7/26.

1966. (54) СТАНДАРТ ЧАСТОТЫ (57) Изобретение относится к радиотехнике, Цель изобретения — повышение стабильности частоты выходных колебаний, Стандарт частоты содержит синтезатор 1 частоты, ге„, . Ж,, 1720159 Al нератор гармоник 2, квантованный дискриминатор 3, формирователь сигнала подстройки частоты (ФСЧ) 4, кварцевый генератор 5, умножитель 6 частоты, блок формирования управляющих кодовых сигналов (БФУС) 7, коммутатор 8, генератор модулирующих сигналов ГМС 9, Высокая стабильность частоты колебаний поддерживается за счет работы экстремальной системы автоматического регулирования с модуляцией и демодуляцией, в которой квантовый дискриминатор 3 служит частотно-задающим элементом. Применение модуляции частоты fe сигнала возбуждения позволяет устранить неопределенность при определении знака частоты возбуждения от резонансной частоты квантового дискриминатора 3. Модуляция частоты осуществляется за счет изменения управляющего кода на втором входе синтезатора 1. 1 ил.

1720159

20

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в пассивных стандартах частоты на основе квантовых дискриминаторов.

Цель изобретения — повышение стабильности частоты выходных колебаний.

На чертеже представлена структурная электрическая схема стандарта частоты.

Стандарт частоты содер>кит синтезатор

1 частоты, смеситель 2, квантовый дискриминатор 3, формирователь сигнала подстройки частоты (ФСПЧ) 4, кварцевый генератор 5, умно>китель б частоты, блок формирования управляющих кодовых сигналов (БФУС) 7, коммутатор 8 кодов, генератор модулирующего сигнала (ГМС) 9. При этом ФСПЧ содержит усилитель 10, фазовый детектор 11, интегрирующий усилитель

12 постоянного тока;

Стандарт частоты работает следующим образом.

Выходным сигналом стандарта частоты является сигнал, формируемый на выходе кварцевого генератора 5, высокая стабильность частоты которого поддерживается за счет работы экстремальной системы авто матического регулирования с модуляцией и демодуляцией, в которой квантовый дискриминатор 3, имеющий высокостабильную частоту атомного резонанса fp, служит частотно задающим элементом, по которому осуществляется подстройка частоты выходного сигнала кварцевого генератора 5. Четность резонансной характеристики квантового дискриминатора 3 не позволяет использовать для работы системы регулирования постоянную составляющую сигнала ошибки, выделяемого на выходе квантового дискриминатора 3. Это объясняется тем, что при отклонении частоты fg сигнала возбу>кдения, поступающего с выхода генератора гармоник 2 на вход квантового дискриминатора 3, от частоты fp на его выходе произойдет изменение уровня постоянной составляющей сигнала ошибки, которое будет характеризовать только величину отклонения частоты, а знак отклонения не может быть определен из-за четности резонансНоА характеристики квантового дискриминатора 3.

Применение модуляции частоты 4 сигнала возбуждения позволяет устранить неопределенность при определении знака отклонения частоты fe от fp. В этом случае информацию о величине отклонения несет

- амплитуда, а о знаке — фаза (О или 180О) выходного сигнала, наблюдаемого на частоте сигнала модуляции на выходе квантового дискриминатора 3.

Формирование частотно-модулированного сигнала возбуждения атомного резонатора осуществляется следующим образом.

Выходной сигнал кварцевого генератора 5 поступает на вход умножителя 6, где происходит целочисленное умножение частоты входного сигнала. Преобразованный в умножителе б сигнал поступает с его выхода на второй вход смесителя 2, в котором осуществляется дополнительное умножение сигнала, поступающего на его второй вход, после чего к полученному сигналу " подмешивается " выходной сигнал синтезатора

1, который подается на первый вход смесителя 2. Частота выходного сигнала синтезатора 1 является результатом некратного преобразования частоты сигнала кварцевого генератора 5. поступающего на первый вход синтезатора 1, При этом коэффициент преобразования частоты в синтезаторе 1 меняется при воздействии на его второй вход управляющего сигнала (кода).

Формирование управляющего (модулируюшего) сигнала происходит следующим образом.

В БФУС 7 у при помощи п ключей (на черте>ке не показаны) первой группы формируется и-разрядное кодовое слово А, а при помощи ключей от (n+1) до 2п второй группы и-разрядное кодовое слово В, которые с выхода БФУС 7 поступают на первый вход коммутатора 8. При поступлении на второй вход коммутатора 8 "1" с выхода ГМС

9 кодовое слово А с входа коммутатора 8 поступит на его выход, а при поступлении на второй вход коммутатора 8 сигнала "О" с выхода ГМС 9 кодовое слово В поступит на выход коммутатора 8. С выхода коммутатора 8 управляющий код ("кодовое слово") поступает на второй вход синтезатора 1.

Происходящее таким образом изменение ("модуляция") управляющего кода на втором входе синтезатора 1 приводит к модуляции частоты выходного сигнала синтезатора 1, а значит, и к модуляции частоты 4 сигнала возбуждения. При этом величина девиации частоты f> за период сигнала мо- . дуляции определяется значениями кодов, задаваемых при помощи БФУС 7 на первом входе коммутатора 8, а период модуляции частоты fo равен периоду выходного сигнала

ГМС 9, поступающего на второй вход коммутатора 8.

Под воздействием частотно-модулированного сигнала возбуждения атомного реза нанса на выходе квантового дискриминатора 3 формируется сигнал ошибки, амплитуда которого несет информацию о величине, а фаза (О или 180 ) — о знаке отклонения частоты, 1720159

Составитель Ю.Ковалев

Техред М.Моргентал Корректор О. Кундрик

Редактор M.Òoâòèí

Заказ 777 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

С выхода квантового дискриминатора 3 сигнал ошибки поступает на ФСПЧ 4, где в усилителе 10 усиливается, в фазовом детекторе 14 демодулируется и в интегрирующем усилителе 12 фильтруется, причем, демодуляция осуществляется под воздействием 5 опорного сигнала, поступающего с выхода

ГМС 9 на второй вход фазового детектора

11. С выхода ФСПЧ 4 поступает на вход кварцевого генератора 5, осуществляя коррекцию его частоты. Таким образом система 10 автоматической постройки частоты замыкается.

Таким образом, применение перестраиваемого по частоте синтезатора б дополнительно коммутатором 8, позволяющим 15 организовать модуляцию частоты возбуждения атомного резонанса через синтезатор 1. При этом отпадает необходимость применения модулятора, имеющего неидеальности, приводящие к сдвигу частоты вы- 20 ходного сигнала устройства, Формула изобретения

Стандарт частоты, содержащий последовательно соединенные синтезатор часто- 25 ты, смеситель, квантовый дискриминатор, формирователь сигнала подстройки частоты и кварцевый генератор. выход которого соединен с первым входом синтезатора частоты и является выходом стандарта частоты, блок формирования управляющих кодовых сигналов, умножитель частоты, выход которого подключен к второму входу смесителя и генератор модулирующего сигнала, выход которого соединен с вторым входом формирователя сигнала подстройкичастоты, при этом формирователь сигнала подстройки частоты содержит последовательно соединенные усилитель, фазовый детектор и интегрирующий усилитель постоянного тока, выход которого является выходом формирователя сигнала подстройки частоты, а вход усилителя и второй вход фазового детектора является соответственно первым и вторым входом формирователя сигнала подстройки частоты, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности частоты выходных колебаний, между выходом блока формирования управляющих кодовых сигналов и вторым входом синтезатора частот введен коммутатор, второй вход которого подключен к выходу генератора модулирующего сигнала, а вход умножителя частоты соединен с выходом кварцевого генератора.