Эталон времени и частоты

 

ОЛИ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

» 777639

Саюэ Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 07.07.78 (21) 2642843/18-10 (51) М. Кл э

G 04 F 5/00 с присоединением заявки—

Гасударственный комитет (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.11.80. Бюллетень № 41 (45) Дата опубликования описания 07.11.80 по делам иэобретений и открытий (53) УДК 681.11 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. А. Логачев и А. А. Ульянов (71) Заявитель (54) ЭТАЛОН ВРЕМЕНИ И ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к эталонам времени и частоты и может быть использовано в службе времени.

Известен эталон времени и частоты, содержащий и хранителей частоты на ос.нове квайтового генератора с системой автоматической настройки резонатора, m хранителей времени и систему измерения и управления, содержащую m умно- . жителей разности частот, подключенных через ит делителей частоты к коммутирующему устройству (1).

Такой эталон времени и частоты имеет недостаточную точность хранения единиц времени и частоты.

Целью изобретения является повышение точности эталона.

Для достижения указанной цели каждая из систем автоматической настройки резонатора содержит последовательно соединенные умножитель разности частот, смеситель с фильтром нижних частот, реверсивный частотомер и блок управления, подключенный выходом к управляющему входу квантового генератора, а также син тезатор частот, выход которого подключен ко второму входу смесителя, а вход— к выходу одного из хранителей времени, умножитель разности частот подключен первым входом к выходу хранителя частоты, вторым входом — к выходу одного из хранителей времени, а выходом через делитель частоты — к входу коммутирующего устройства.

Структурная схема эталона времени и частоты изображена на чертеже.

Она содержит группу из и хранителей частоты, каждый из которых состоит из квантового генератора 1, кварцевого гене:10 ратора 2 с блоком синхронизации, делителя 3 частоты и устройства автоматической настройки резонаторов квантовых генераторов, которое включает умножитель 4 разности частот, смеситель 5 с фильтром л5 нижних частот, синтезатор G частот, реверсивный частотомер 7, блок 8 управления, m,хранителей 9 времени, систему измерений и управления, которая включает m умножителей 10 разности частот, т делите20 лей 11 частоты, коммутирующее устройство 12, измеритель 13 интервалов времени, вычислительное устройство (ЭВМ) 14, и делителей 15 частоты, связывающих хранители частоты с системой измерений и

25 управления.

Эталон частоты и времени работает следующим образом.

Квантовые генераторы 1 настраиваются на вершину спектральной линии излу30 чения атома с помощью устройства авто% матической настройки резонатора. Длянастройки добротность спектральной линии квантового перехода, на которой работает квантовый генератор, модулируется одним из известных способов. Изменение частоты квантового генератора, вызванное модуляцией добротности спектральной линии, переносится на частоту кварцевого генератора, входящего в состав блока 2, затем после преобразования с помощью умножителя 4 разности частот, смесителя 5, синтезатора 6 регистрируется реверсивным частотомером 7, который вырабатывает управляющий сигнал и через блок 8 управления подстраивает частоту квантово го генератора 1 так, что он оказывается настроенным на вершину спектральной линии.

Преобразователь частоты в цепй автоматической настройки, состоящий из смесителя 5 с фильтром нижних частот и синтезатора 6, преобразует высокую (1 МГц) частоту умножителя 4 в низкую частоту (1 Гц) . Это достигается выбором частоты синтезатора 6, смещенной на

1 Гц по сравнению с выходной частотой умножителя 4. Полоса фильтра в смесителе 5 выбирается достаточно узкой (2 Гц), чтобы отфильтровать шумы в сигнале, подаваемом на реверсивный частотомер. Таким образом, частота колебаний на выходе преобразователя равна

j„p — — 1Гц+К hf, где К вЂ” коэффициент умножения разности частот;

Л1 — разность частот на входе умножителя. Одновременно с настройкой осуществляется сличение фаз хранителей частоты с помощью. цепи, состоящей из умножителя 4 разности частот, делителя 15 частоты, коммутирующего устройства 12 и измерителя 13 интервалов времени. Умножитель разности частот позволяет увеличить разность частот сличаемых сигналов и соответственно разрешающую способность сличений до 0,01 нс, а делитель уменьшает выходную частоту до величины, при которой удобно производить сличение при помощи измерителя интервалов времени (например, до частоты 1 Гц).

Настройка всех хранителей частоты и сличение их с частотой опорного хранителя времени осуществляется синхронно по командам от ЭВМ 14. Этим обеспечивается исключение нестабильности частоты опорного хранителя времени и, следовательно, повышение точности хранения единиц времени и частоты.

777639, Эталон времени и частоты, содержащий и хранителей частоты на основе квантового генератора с системой автоматической настройки резонатора, т хранителей времени и систему измерения и управления, содержащую т умножителей разности частот, подключенных через и делителей частоты к коммутирующему устройству, выходы которого через измеритель интервалов времени подключены к вычислительному устройству, отличающийся тем, что, с целью повышения его точности, каждая из систем автоматической настройки резонатора содержит последовательно соединенные умножитель разности час40 тот, смеситель с фильтром нижних частот, реверсивный частотомер и блок управления, подключенный выходом к управляющему входу квантового генератора, а также синтезатор частот, выход которого под45 ключен ко второму входу смесителя, а вход — к выходу одного из хранителей времени, умножитель разности частот подключен первым входом к выходу хранителя частоты, вторым входом — к выходу одного из хранителей времени, а выходом

60 через делитель частоты — к входу коммутирующего устройства.

5б

4

При проведении настройки и сличениях производится несколько измерений, результаты которых усредняются ЭВМ. Это также позволяет повысить точность храпения единиц времени и частоты эталоном.

Кроме процессов настройки и сличений по фазе. с помощью коммутирующего устройства 12 и измерителя 13 интервалов времени с периодом 1 раз в час производится измерение интервалов времени между секундными импульсами со вторых выходов хранителей времени. Всеми процессами измерений управляет ЭВМ. По результатам измерений ЭВМ находит отклонение частоты каждого из хранителей времени от средней частоты группы из и хранителей частоты (реперов) и поправки к моментам выхода секундных импульсов ,шкалам .времени) каждого из хранителей времени. Таким образом, осуществляется хранение единиц частоты и времени.

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. «Измерительная техника», 1976, Мо 10, с. 40, 42.

777639

Om odeozo uz

«ран атеней

-1- — 1 аремеюа

Om «р а» Вр

Составитель Г. Виноградова

Техред В, Серякова Корректор Л. Акашева

Редактор Ж. Рожкова

Заказ 8552

Подписное

Изд. № 599 Тираж 497

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Загорская типография Упрполиграфиздата Мособлисполкома! !