BRPI1100922A2

BRPI1100922A2 - Oscilador de sinal de referência

Info

Publication number: BRPI1100922A2
Application number: BRPI1100922-5A
Authority: BR
Inventors: Naoki Onishi
Original assignee: Nihon Dempa Kogyo Co
Priority date: 2010-03-31
Filing date: 2011-03-31
Publication date: 2014-02-25
Also published as: CN102208897A; CN102208897B; US8497740B2; JP5033895B2; JP2011217135A; US20110241785A1

Abstract

OSCILADOR DE SINAL DE REFERÊNCIA . Um oscilador de rubídio ou um oscilador de césio é usado como um oscilador de alta estabilidade e um OCXO sendo um oscilador metaestável o qual é inferior em uma estabilidade de frequência de longo prazo em comparação com frequência de curto prazo, é usado como um backup. É preparada uma tabela na qual um tempo decorrido desde uma ocorrência de uma anormalidade no oscilador de alta estabilidade e compensação (razão de uso) de uso de ambos os osciladores é correspondido e, usando esta tabela, após o oscilador de alta estabilidade recuperar, uma frequência de oscilação do oscilador metaestável é usada em 100% inicialmente, mas após isso a compensação de uso (razão de uso) do oscilador metaestável é feita menor e a razão de uso do oscilador de alta estabilidade é feita maior em estágios.

Description

OSCILADOR DE SINAL DE REFERÊNCIA

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

1. CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção se refere a um oscilador de sinal de referência o qual emite um sinal de referência.

2. DESCRIÇÃO DA TÉCNICA RELACIONADA

Em uma estação base de um sistema de radiocomunicação um sinal de freqüência de referência tendo uma estabilidade de freqüência bastante alta é requerido e, assim, um oscilador caro, tal como um oscilador de rubidio ou um oscilador de césio, é usado. Por outro lado, como uma contramedida contra um problema no oscilador, se adota uma constituição redundante na qual osciladores duplexados como acima são fornecidos. Embora uma estabilidade de freqüência de longo prazo desse tipo de oscilador seja superior, leva muito tempo desde a aplicação de energia até uma freqüência se tornar estável e sua estabilidade de freqüência para um período curto é ruim e, assim, um oscilador de backup está de prontidão em um estado ligado e sendo oscilante. Entretanto, quando o oscilador de rubidio ou o

oscilador de césio é usado como backup, há um problema de que o preço do sistema se torna bastante alto.

0 documento de patente 1 descreve uma técnica para incluir tanto TCXO quanto OCXO em um sintetizador de freqüência e usar de modo comutável o acima como um sinal de referência; e o documento de patente 2 descreve uma técnica para incluir um oscilador compensado em temperatura digital de controle de voltagem e um OCCO e usar de modo comutável o acima como um sinal de referência, mas a indicação da presente invenção não é dada nos mesmos.

[Documento de Patente 1] - Pedido de patente japonês publicado N.° Hei 8-56120.

[Documento de Patente 2] - Pedido de patente japonês publicado N.° 2004-172686.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

A presente invenção é feita sob certas circunstâncias e um objeto da mesma é fornecer uma técnica para permitir que um oscilador de sinal de referência, usando um oscilador de alta estabilidade com uma estabilidade em longo prazo superior, emita um sinal de referência continuamente e estavelmente mesmo quando um problema de curta duração ocorre no oscilador de alta estabilidade, e também permitir um preço barato.

A presente invenção é um oscilador que inclui: um oscilador de alta estabilidade;

um oscilador metaestável o qual é inferior em uma estabilidade de freqüência de um prazo longo em comparação com o oscilador de alta estabilidade, mas é superior em uma estabilidade de freqüência de um prazo curto mais curto do que o prazo longo em comparação com o oscilador de alta estabilidade e o qual constitui uma configuração redundante para o oscilador de alta estabilidade;

uma seção de sincronização de fase sincronizando uma fase de um sinal de saida do oscilador metaestável com uma fase de um sinal de saida do oscilador de alta estabilidade enquanto o oscilador metaestável está de prontidão;

um detector de anormalidade detectando uma anormalidade do oscilador de alta estabilidade; uma seção de cálculo de freqüência a qual executa

um cálculo de A*f1+(I-A)*f2 e emite um resultado de cálculo como uma freqüência de saida de um dispositivo oscilador quando uma freqüência de saida do oscilador de alta estabilidade e uma freqüência de saida do oscilador metaestável são fl e f2, respectivamente, e uma razão de compensação do oscilador de alta estabilidade é A(O^A^l);

e uma seção de ajuste de compensação a qual ajusta uma correspondência entre um tempo decorrido desde um ponto no tempo no qual a anormalidade do oscilador de alta estabilidade é detectada pelo detector de anormalidade e um valor da A;

em que o valor da A aumenta de 0 a 1 em estágios junto com o tempo decorrido.

Um exemplo é dado como uma modalidade concreta da presente invenção. Ela é configurada para incluir: uma primeira seção de sincronização de fase sincronizando uma fase de um sinal de saida do oscilador de alta estabilidade com uma fase de um sinal de saida do oscilador metaestável; uma segunda seção de sincronização de fase sincronizando a fase do sinal de saida do oscilador metaestável com a fase do sinal de saida do oscilador de alta estabilidade enquanto o oscilador metaestável está de prontidão; e uma seção de controle que emite um sinal de controle para acionar o oscilador metaestável independentemente de quando a anormalidade do oscilador de alta estabilidade é detectada e para uma vez sincronizar a fase do sinal de saida do oscilador de alta estabilidade com a fase do sinal de saida do oscilador metaestável e, após isso, acionador o oscilador de alta estabilidade independentemente de quando a anormalidade do oscilador de alta estabilidade é resolvida.

O oscilador de alta estabilidade é um oscilador de rubidio ou um oscilador de césio e o oscilador metaestável é um oscilador de cristal controlado em forno.

0 oscilador metaestável inclui um primeiro oscilador metaestável e um segundo oscilador metaestável;

em que ele é configurado de modo que quando uma anormalidade ocorre no primeiro oscilador metaestável, o primeiro oscilador metaestável é comutado para o segundo oscilador metaestável no oscilador metaestável conectado à seção de cálculo de freqüência.

Na presente invenção, em um oscilador de sinal de referência usando um oscilador de alta estabilidade com uma estabilidade de longo prazo superior, se utiliza um oscilador metaestável o qual é inferior em uma estabilidade de freqüência de prazo longo em comparação com o oscilador de alta estabilidade, mas tem uma estabilidade de freqüência de prazo longo alta como um backup. A comutação para o oscilador de alta estabilidade não é imediatamente após a recuperação do oscilador de alta estabilidade, mas a compensação (razão de uso) de uso do oscilador metaestável é feita menor em estágios junto com um tempo decorrido desde o tempo de ocorrência de uma anormalidade do oscilador de alta estabilidade. Uma vez que o oscilador de alta estabilidade é ruim em uma estabilidade de freqüência imediatamente após a aplicação de energia, enquanto o oscilador metaestável é superior em uma estabilidade de freqüência por um tempo curto, por meio dessa compensação uma estabilidade de freqüência superior pode ser esperada.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A Fig. 1 é um diagrama de blocos mostrando uma configuração de uma modalidade de um oscilador de sinal de referência da presente invenção. A Fig. 2 é um diagrama de configuração mostrando um

detalhe de uma seção de cálculo de freqüência usada no oscilador de sinal de referência.

A Fig. 3 é um gráfico característico mostrando estabilidades de freqüência em um oscilador de alta estabilidade e um oscilador metaestável que são usados no oscilador de sinal de referência.

A Fig. 4 é um gráfico característico mostrando um exemplo de uma estabilidade de uma freqüência em um caso em que freqüências respectivas do oscilador de alta estabilidade e do oscilador metaestável que são usados no oscilador de sinal de referência são compensadas e misturadas.

A Fig. 5 é um gráfico característico mostrando outro exemplo de uma estabilidade de uma freqüência em um caso em que freqüências respectivas do oscilador de alta estabilidade e do oscilador metaestável que são usados no oscilador de sinal de referência são compensadas e misturadas.

A Fig. 6 é um fluxograma mostrando um fluxo operacional de uma modalidade do oscilador de sinal de referência da presente invenção.

A Fig. 7 é um diagrama de blocos mostrando uma configuração de outra modalidade do oscilador de sinal de referência da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERIDAS Um oscilador de sinal de referência mostrado na

Fig. 1 inclui um oscilador de alta estabilidade 1 e um oscilador metaestável 2. Como o oscilador de alta estabilidade 1, um oscilador de rubídio, um oscilador de césio ou similar, por exemplo, é usado e como o oscilador metaestável 2, um oscilador de cristal controlado em forno (doravante denominado um "OCXO"), por exemplo, é usado. Como já descrito acima, o OCXO tem uma característica de ser inferior em uma estabilidade de freqüência de um prazo longo em comparação com o oscilador de alta estabilidade 1, mas sendo superior em uma estabilidade de freqüência de um prazo curto mais curto do que o prazo longo descrito acima. Por outro lado, um oscilador tem uma estabilidade de freqüência ruim imediatamente após aplicação de energia e também no oscilador de alta estabilidade 1, uma estabilidade de freqüência é inferior à estabilidade de freqüência do OCXO durante cerca de vários minutos após aplicação de energia, por exemplo. Deve-se notar que uma estabilidade de freqüência imediatamente após aplicação de energia ao oscilador de alta estabilidade 1 varia em certo grau dependendo dos produtos, mesmo se os produtos forem do mesmo modelo.

0 oscilador de alta estabilidade 1 é alimentado com energia de um sistema de alimentação de energia de uma estação base, por exemplo, enquanto oscilador metaestável 2 é alimentado com energia de uma alimentação de energia de prontidão diferente do sistema de alimentação de energia da estação base, de uma bateria de prontidão, por exemplo. Um numerai de referência 12 indica um detector de nivel que detecta um nivel de um sinal de freqüência emitido do oscilador de alta estabilidade 1 e um numerai de referência 2 indica um detector de freqüência que detecta uma freqüência do sinal de freqüência e os valores detectados destes detectores 12, 13 são tomados por uma seção de controle 3 composta de um computador, por exemplo, via conversores A/D (analógico/digital) 12a e 13a,respectivamente. Em um programa 32 armazenado em uma parte de armazenagem de programa 31 da seção de controle 3, de modo que um fluxo da Fig. 6 descrito mais tarde seja executado. Em uma parte das etapas do programa 32 se julga se ou não o valor de detecção de nível detectado no detector de nível 12 está dentro de uma faixa ajustada e se julga se ou não o valor de detecção de freqüência detectado no detector de freqüência 13 está dentro de uma faixa ajustada. Então, se pelo menos um dos valores de detecção for julgado estar fora da faixa ajustada, se julga que uma anormalidade ocorreu no oscilador de alta estabilidade 1. Neste exemplo, o detector de nível 12, o detector de freqüência 13 e a parte da etapa de julgamento dos valores de detecção no programa 31 são equivalentes a um detector de anormalidade que detecta uma anormalidade do oscilador de alta estabilidade 1. Em um estágio subsequente dos respectivos

osciladores 1, 2 é prevista uma seção de cálculo de freqüência 4 para compensar e calcular (misturar) sinais de saida dos osciladores 1, 2. A seção de cálculo de freqüência 4 tem uma função, quando uma freqüência de saida do oscilador de alta estabilidade 1 e uma freqüência de saida do oscilador metaestável 2 são fl e f2, respectivamente, e uma razão de compensação do oscilador de alta estabilidade 1 é A(O^A^l), executar um cálculo de A*f1+(1-A)*f2 e emitir um resultado de cálculo como uma freqüência de saida do oscilador de sinal de referência. Deve-se notar que a "razão de compensação" é doravante denominada como um "coeficiente de compensação".

A Fig. 2 é um diagrama de configuração mostrando um exemplo da seção de cálculo de freqüência 4. A freqüência do sinal de freqüência do oscilador de alta estabilidade 1 é contada por um contador de freqüência 4 0 e um valor de contagem fl é multiplicado por um coeficiente de fase 2π e um coeficiente de compensação A em seqüência nas partes de multiplicação 41, 42. Então, um valor de 2π·ΐ1·Α é convertido em sin(27i*fl*A) e cos(2u*fl*A) por partes de conversão de tabela 43, 44, respectivamente, e sendo emitidos como valores digitais.

Por outro lado, a freqüência do sinal de freqüência do oscilador metaestável 2 é contada por um contador de freqüência 50 e um valor de contagem f2 é multiplicado por um coeficiente de fase 2π e um coeficiente de compensação B=(I-A) em seqüência nas partes de multiplicação 51, 52. Então, um valor de 2π·ί2·Β é convertido em cos(2u*f2*B) e sin(27t*f2*B) por partes de conversão de tabela 53, 54, respectivamente, e sendo emitidos como valores digitais.

Então, sin(27i*fl*A) e cos(27i*f2*B) são multiplicados em uma parte de multiplicação 61 e cos(27t*fl*A) e sin(27t»f2*B) são multiplicados em uma parte de multiplicação 62. Subseqüentemente, estes valores multiplicados são adicionados na parte de adição 63 e, em conseqüência, sin (2π·ί1·Α+2π·ΐ2·Β) é obtido. Este valor digital é convertido em D/A em um conversor D/A 64. Como descrito acima, um sinal de freqüência de uma freqüência feita compensando a freqüência de saida do oscilador de alta estabilidade 1 com A e compensando a freqüência de saida do oscilador metaestável 2 com B é emitido do oscilador de sinal de referência como um sinal de referência.

Os coeficientes de compensação AeB= (I-A) são ajustados em correspondência a um tempo decorrido após uma anormalidade do oscilador de alta estabilidade 1 ser detectada como indicado em uma parte superior da Fig. 4, por exemplo, e essa tabela de compensação 400 é armazenada em uma memória 33 da seção de controle 3. Como é sabido da Fig. 4, na tabela de compensação 400 o coeficiente de compensação A é ajustado para ser 0% (coeficiente de compensação B é ajustado para ser 100%) por algum tempo após um ponto no tempo no qual a anormalidade do oscilador de alta estabilidade 1 é detectada. Isto é baseado em que é necessário depender do oscilador metaestável 2 em 100% inicialmente desde que o oscilador de alta estabilidade 1 esteja anormal. Então, quando um tempo predeterminado passa, quando 100 segundos passam em um exemplo da Fig. 4, a compensação do oscilador de alta estabilidade é elevada (compensação do oscilador metaestável 2 é reduzida) em estágios junto com o tempo decorrido e finalmente a compensação do oscilador de alta estabilidade 1 é feita para ser 100% e um sinal somente do oscilador de alta estabilidade 1 é usado como um sinal de freqüência de referência. Deve-se notar que uma vez que um problema no oscilador de alta estabilidade 1 é assumido ser de prazo curto, em um exemplo da Fig. 4, um estado anormal é assumido para ser resolvido dentro de 100 segundos.

Aqui, uma relação entre a tabela de compensação 400 de fls. 25, as respectivas estabilidades de freqüência do oscilador de alta estabilidade 1 e do oscilador metaestável 2 0 2 e a saída da seção de cálculo de freqüência 4 será descrita. Na Fig.3, um eixo vertical indica uma estabilidade de freqüência e um eixo horizontal indica um tempo médio. Um significado do eixo vertical deste gráfico é explicado. Um certo tempo(10 segundos, por exemplo) é 2 5 ajustado e um valor médio de uma freqüência obtido por freqüências de amostragem em um intervalo predeterminado dentro deste tempo ajustado é representado por "f", uma freqüência ajustada é representada por "f0" e uma diferença entre "f" e "f0" é representada por "Af " e Af/f0 é obtido. Então, deslocando seqüencialmente um tempo de início de medição do tempo ajustado, uma média móvel de Af/f0 é obtida, um valor da qual é um valor do eixo vertical. Além disso, o eixo horizontal indica um valor do tempo ajustado que é mostrado como um tempo médio. 0 gráfico da Fig. 3 poder ser considerado equivalente a Allan Variance que é um parâmetro mostrando uma estabilidade de um oscilador ou um relógio atômico e o eixo vertical é equivalente a σ (uma raiz quadrada de um valor médio de um quadrado de um desvio).

Uma linha interrompida (1) na Fig. 3 indica uma estabilidade de freqüência do oscilador de alta estabilidade 1, enquanto uma linha interrompida (2) na Fig. 3 indica uma estabilidade de freqüência do oscilador metaestável 2. 0 gráfico característico da Fig. 3 é mostrado apenas como um exemplo e, na realidade, 2 0 características individuais são diferentes em certo grau mesmo em produtos do mesmo tipo.

Quando a compensação mostrada na tabela 400 constante de fls. 25 é executada pelas características da Fig. 3, uma característica indicada por uma linha sólida (3) na parte inferior da Fig. 4 é obtida. Neste caso, um tempo de menos de 100 segundos é estimado como um tempo para recuperação do oscilador de alta estabilidade 1. Em outras palavras, um tempo desde uma ocorrência de um problema no oscilador de alta estabilidade 1 até a recuperação (solução de uma anormalidade) é estimado ser de 99 segundos no máximo. Uma vez que a compensação do oscilador metaestável 2 está em 100% até um tempo decorrido ultrapassar 100 segundos, a estabilidade de freqüência é dominada pelo oscilador metaestável 2. Em outras palavras, até o tempo decorrido ultrapassar 100 segundos, o oscilador de alta estabilidade 1 não é usado e uma estabilidade de freqüência de menos de 100 segundos não existindo, uma estabilidade de freqüência do oscilador de sinal de referência é representada pela estabilidade de freqüência do oscilador metaestável 2. Após isso, uma vez que um processamento de compensação mostrado na tabela 400 de fls. seja executado, a dominância pelo oscilador de alta estabilidade 1 gradualmente aumenta na estabilidade de freqüência e, então, a compensação do oscilador de alta estabilidade 1 chega a ser de 100%, a estabilidade de freqüência sendo dominada pelo oscilador de alta estabilidade 1. O eixo horizontal da Fig. 4 indica o tempo médio e, na avaliação da estabilidade de freqüência, com o tempo médio sendo considerado como um tempo decorrido desde 2 5 um tempo de detecção de anormalidade do oscilador de alta estabilidade 1, a Fig. 4 pode ser assumida como mostrando como a estabilidade de freqüência muda.

Características de transição das estabilidades de freqüência dos respectivos osciladores 1, 2 são na maioria das vezes agrupadas, mas em características de transição precisas são individualmente diferentes e, além disso, um tempo desde que o oscilador de alta estabilidade 1 se torna anormal até a sua recuperação é estimado ser de menos de 100 segundos, mas não é uniforme para todo tempo de anormalidade. Dessa forma, com base em características de transição aproximadas das estabilidades de freqüência dos respectivos osciladores 1, 2, os coeficientes de compensação AeB são determinados de modo a evadirem de uma situação na qual a estabilidade de freqüência piora extremamente não apenas em um caso quando o oscilador de alta estabilidade 1 se recupera em 0,1 segundo, mas também em um caso em que o oscilador de alta estabilidade 1 se recupera em um ponto no tempo próximo a 100 segundos (em um caso em que a freqüência do oscilador de alta estabilidade 1 é usada novamente em um ponto no tempo brevemente após a 2 0 energia ser aplicada) e a dominância é gradualmente movida pelo oscilador metaestável 2 pelo oscilador de alta estabilidade 1.

Por acaso, se a compensação mostrada em uma tabela 400 vinculada à Fig. 5 e de fls. 25 do relatório for executada para a característica da Fig. 3, uma característica indicada por uma linha sólida (3) em uma parte inferior da Fig. 5 é obtida. Este é um caso de um exemplo de um sistema no qual um ponto no tempo no qual o oscilador de alta estabilidade 1 se recupera é estimado ser de menos de 12 00 segundos (2 0 minutos) desde um tempo de detecção de anormalidade. As tabelas de compensação 400 vinculadas as Figs. 4 e 5 de fls. 25 do relatório são exemplos e, na prática, uma tabela apropriada é criada após as estabilidades de freqüência do oscilador de alta estabilidade 1 e do oscilador metaestável 2 a serem usadas serem agrupadas.

Com referência novamente ã Fig. 1, a tabela de compensação 400 é armazenada na memória 3 3 como descrito acima e é configurada de modo que a tabela 4 00 seja exibida em um parte de exibição 35 por uma parte de entrada 34 e que os valores de um tempo decorrido após a anormalidade, um coeficiente de compensação A, um coeficiente de compensação B na tabela de compensação 4 00 posam ser livremente ajustados pela parte de entrada 34. Em conseqüência, a tabela de compensação 4 00 pode ser ajustada 2 0 para ser a tabela vinculada à Fig. 4 ou na tabela vinculada à Fig. 5, por exemplo. Os coeficientes de compensação AeB ajustados na tabela de compensação 400 são lidos pelo programa 32 da seção de controle 3 e os coeficientes lidos são transmitidos para a seção de cálculo de freqüência 4 via conversores D/A 14, 24, respectivamente. Neste exemplo, a tabela de compensação 400 e uma parte do programa 32 constituem uma seção de ajuste de compensação. Deve-se notar que na seção de controle 3 um numerai de referência 36 indica uma CPU e um numerai de referência 3 7 indica um barramento.

Um circuito de sincronização de fase 15 é fornecido

em relação ao oscilador de alta estabilidade 1. 0 circuito de sincronização de fase 15 é para sincronizar uma saída do oscilador de alta estabilidade 1 com o sinal de freqüência do oscilador metaestável 2 quando a anormalidade do oscilador de alta estabilidade 1 é resolvida. 0 tempo no qual a anormalidade é resolvida inclui um caso de recuperação de desligamento temporário de uma fonte de alimentação após uma ocorrência de um defeito (uma anormalidade no nível ou na freqüência de saída) no oscilador de alta estabilidade 1. 0 oscilador de alta estabilidade 1 é uma vez sincronizado com o oscilador metaestável 2 pelo circuito de sincronização de fase 15, mas após vários minutos, por exemplo, a sincronização é cancelada e o oscilador de alta estabilidade 1 é acionado 2 0 independentemente. Operações de sincronizar a saída do oscilador de alta estabilidade 1 com o oscilador metaestável 2 e de acionar o oscilador de alta estabilidade 1 independentemente após isso são executadas em uma série de temporizações dentro de um período durante o qual a compensação do oscilador de alta estabilidade 1 é de 0%, por exemplo. Mais ainda, um circuito de sincronização de fase 25 é fornecido em relação ao oscilador metaestável 2. 0 circuito de sincronização de fase 25 é para sincronizar o oscilador metaestável 2 com o sinal de freqüência do oscilador metaestável 2 enquanto o oscilador metaestável está de prontidão e quando a anormalidade do oscilador de alta estabilidade 1 é detectada, a sincronização é cancelada e o oscilador metaestável 2 é acionado independentemente. Essa série de operações pelos circuitos de sincronização de fase 15, 25 é realizada por um sinal de controle gerado na seção de controle 3 com base no programa 32.

Um numerai de referência 22 indica um detector de nível que detecta um nível do sinal de freqüência do oscilador metaestável 2, um numerai de referência 23 indica um detector de freqüência que detecta uma freqüência do sinal de freqüência do oscilador metaestável 2 e um numerai de referência 26 indica um detector de temperatura que detecta uma temperatura de um forno termostático do OCXO sendo o oscilador metaestável 2. Os valores de detecção 2 0 desses detectores são levados para a seção de controle 3 via conversores A/D 22a, 23a, 26a, respectivamente, e a seção de controle 3 julga se ou não estes valores de detecção estão dentro de faixas ajustadas que foram ajustadas previamente e se mesmo uma destas estiver fora da 2 5 faixa ajustada, a seção de controle 3 julga que o oscilador metaestável 2 está anormal e emite um alarme. Esse julgamento pode ser feito por um programa na seção de controle 3, por exemplo, ou pode ser feito por hardware. Nesta modalidade, se uma anormalidade ocorrer no oscilador metaestável 2 quando o oscilador de alta estabilidade 1 estiver normal, o oscilador metaestável 2 é trocado ou reparado.

A seguir, ações da modalidade acima descrita são descritas. A Fig. 6 mostra um fluxo operacional do oscilador de sinal de referência no qual o programa 32 da seção de controle 3 emite um sinal de controle para o circuito de sincronização de fase 25 quando o oscilador metaestável 2 está de prontidão, dessa forma, para sincronizar o oscilador metaestável 2 com o sinal de freqüência do oscilador de alta estabilidade 1 (etapa SI) . Além disso, o programa 32 da seção de controle 3 observa se ou não o oscilador de alta estabilidade 1 está normal (etapa 32). Esta observação é executada com base nos respectivos valores de detecção do detector de nível 12 e detector de freqüência 13. Se pelo menos um destes valores de detecção estiver fora da faixa ajustada, o programa 32 da seção de controle 3 julga o oscilador de alta estabilidade 1 como anormal e inicia o controle da compensação (etapa S3). 0 controle de compensação é controle para ajustar um temporizador desde um ponto no tempo em que o oscilador de alta estabilidade 1 é julgado como anormal, para ler os coeficientes de compensação A, B correspondentes a um tempo decorrido do temporizador com referência à tabela de compensação 400 na memória 33 e para emitir para a seção de cálculo de freqüência 4. Além disso, o programa 32 da seção de controle 3 separa o oscilador metaestável 2 da sincronização com o oscilador de alta estabilidade 1, acionando o oscilador metaestável 2 independentemente (etapa S4).

Como resultado de começar controle de compensação, a freqüência de saida do oscilador de alta estabilidade 1 e a freqüência de saida do oscilador metaestável 2 são misturadas compensando de modo correspondente ao tempo decorrido e emitido como o sinal de freqüência de referência. Primeiro, o coeficiente de compensação B do oscilador metaestável 2 é inicialmente de 100% e uma estabilidade de curto prazo superior do oscilador metaestável 2 é usada. Por outro lado, o programa 32 julga se ou não o oscilador de alta estabilidade 1 se recupera do problema (a anormalidade é resolvida ou não) (etapa S25) e se o oscilador de alta estabilidade 1 se recuperou, o programa 32 sincroniza uma vez a saida do oscilador de alta estabilidade 1 com o sinal de freqüência do oscilador metaestável 2 e, após isso, aciona o oscilador de alta estabilidade 1 independentemente.

Aqui quando a anormalidade ocorre no oscilador de alta estabilidade 1, em um caso de uma falha da energia elétrica, por exemplo, a alimentação de energia é automaticamente aplicada quando a falha de energia elétrica é resolvida e em um caso da ocorrência do problema no oscilador de alta estabilidade 1, por exemplo, a alimentação de energia é desligada por uma seção de comutação não mostrada, por exemplo, e a alimentação de energia é aplicada pela seção de comutação quando o problema é resolvido. Portanto, em ambos os casos, a alimentação de energia é desligada quando a anormalidade ocorre no oscilador de alta estabilidade Iea alimentação de energia é aplicada quando a anormalidade é resolvida.

0 coeficiente de compensação B do oscilador metaestável 2 se torna menor em estágios (o coeficiente de compensação A do oscilador de alta estabilidade 1 se torna maior em estágios), diminuindo a contribuição da estabilidade de curto prazo do oscilador metaestável 2 e aumentando um grau de contribuição da estabilidade de longo prazo do oscilador de alta estabilidade 1. Ao fazer o acima, mesmo se pontos no tempo nos quais o oscilador de alta estabilidade 1 se recupera variarem dentro de uma faixa estimada, se tira proveito das resistências de ambos os osciladores e um sinal de freqüência de referência que tem uma alta estabilidade de freqüência é gerado. Então, o programa 32 se refere à tabela 400 em correspondência com o tempo decorrido pelo temporizador, julga se ou não o coeficiente de compensação B do oscilador metaestável B do oscilador metaestável 2 chega a 0% (etapa S7) e quando o coeficiente de compensação B chega a 0%, as etapas retornam à etapa Sl onde a saida do oscilador metaestável 2 é sincronizada com o sinal de freqüência do oscilador de alta estabilidade 1.

Por outro lado, quando o oscilador de alta

estabilidade 1 não se recupera do problema, em uma etapa S8 ele é julgado se ou não a compensação do oscilador metaestável 2 chega a ser mais baixa do 100% e se a compensação chega a ser mais baixa do que 100%, isto é, quando se tenta usar o oscilador de alta estabilidade 1 não se recuperando de um problema, um alarme ocorre (etapa S9). Em outras palavras, nesta modalidade estima-se que o oscilador de alta estabilidade 1 se recupere dentro de 100 segundos, por exemplo, e se o oscilador de alta estabilidade 1 não se recuperar ainda, mesmo quando o coeficiente de compensação B do oscilador metaestável 2 chega a ser inferior a 100%, julga-se como um estado de anormalidade e um alarme 38 opera e é necessário trocar ou reparar o oscilador de alta estabilidade 1. De acordo com a modalidade descrita acima, é

utilizado o oscilador de alta estabilidade 1 tendo a superior estabilidade de longo prazo e o oscilador metaestável 2 sendo o OCXO cuja estabilidade de freqüência de curto prazo é alta, embora essa estabilidade de freqüência de longo prazo seja inferior comparada com o oscilador de alta estabilidade como um backup. A comutação para o oscilador de alta estabilidade 1 não é imediatamente após a recuperação do oscilador de alta estabilidade 1, mas a compensação (razão de uso) de uso do oscilador metaestável 2 é feita menor em estágios junto com o decorrer do tempo desde o tempo de ocorrência de uma anormalidade do oscilador de alta estabilidade 1.

Portanto, inicialmente após a comutação para o oscilador metaestável 2, a superioridade na estabilidade de curto prazo da freqüência é utilizada e embora um grau dessa utilização seja gradualmente diminuído, um grau de utilização de superioridade na estabilidade de longo prazo da freqüência no oscilador de alta estabilidade 1 é aumentado. Portanto, uma extrema instabilidade de uma freqüência pode ser evitada a qualquer tempo dentro de uma faixa estimada do ponto de recuperação (ponto de solução) do oscilador de alta estabilidade 1, pelo que como resultado um sistema no qual uma freqüência é estável pode ser construído.

Nesta técnica supõe-se que a anormalidade do oscilador de alta estabilidade 1 é resolvida em um curto prazo, mas o ponto no tempo de solução varia assim como as estabilidades de freqüência do oscilador de alta estabilidade 1 e oscilador metaestável 2 variam em certo grau e, assim, diminuindo gradualmente a compensação do oscilador metaestável (gradualmente aumentando a compensação do oscilador de alta estabilidade), a extrema instabilidade da freqüência é evadida independentemente da temporização do ponto no tempo de recuperação (ponto no tempo de solução) , pelo que como resultado o sistema no qual a freqüência é estável pode ser construído.

A Fig. 7 é um diagrama mostrando outra modalidade

da presente invenção. Configurações desta modalidade diferem da configuração da Fig. 1 como a seguir.

a. Outro oscilador metaestável é adicionado para redundância, um caminho de alimentação de uma voltagem de controle do oscilador metaestável emitida de um circuito de sincronização de fase 25 é ramificado via uma seção de comutação 20 e um primeiro oscilador metaestável 2 e um segundo oscilador metaestável 2' são conectados aos respectivos caminhos de ramal. b. Uma seção de comutação 21 que é para selecionar

respectivos terminais de saída do primeiro oscilador metaestável 2 e do segundo oscilador metaestável 2' e que é sincronizada com a seção de comutação 20 é fornecida e sinais de saída do primeiro oscilador metaestável 2 e do segundo oscilador metaestável 2' são validados comutando a seção de comutação 21.

c. Além disso, no segundo oscilador metaestável 2', energia é alimentada de uma alimentação de energia de prontidão, por exemplo, similarmente ao primeiro oscilador

metaestável 2.

d. Além disso, no segundo oscilador metaestável 21, um detector de temperatura 26' que detecta uma temperatura de um forno termostático é fornecido e um valor de detecção de temperatura é entrado em uma seção de controle 3 via um conversor A/D 26'a.

e. A seção de comutação 20 é comutada para o lado

de um primeiro oscilador metaestável 2 previamente e uma operação similar aquela da modalidade acima é executada. Quando uma anormalidade ocorre no primeiro oscilador metaestável 2, isto é, quando pelo menos um de um nivel de um sinal de freqüência, uma freqüência e o valor de detecção de temperatura está fora de uma faixa ajustada, as seções de comutação 20e 21 são comutadas para o lado de um segundo comutador metaestável 2' por uma instrução da seção de controle 3.

f. Além disso, após a comutação do primeiro

oscilador metaestável 2 para o segundo oscilador metaestável 21, o controle de compensação é executado com uma tabela de compensação tendo sido ajustada no primeiro oscilador metaestável 2 sendo carregado como ele é. De acordo com essa modalidade, mesmo se uma

anormalidade ocorrer no primeiro oscilador metaestável 2, o segundo oscilador metaestável 2' pode ser usado, pelo que um sistema mais confiável pode ser construído. Neste caso, se um circuito de sincronização de fase não mostrado for ainda fornecido de modo que uma saída do segundo oscilador metaestável 2' seja sincronizada com um sinal de freqüência do primeiro oscilador metaestãvel 2 pelo circuito de sincronização de fase quando o primeiro oscilador metaestável 2 é selecionado(quando as seções de comutação 20, 21 são comutadas), é possível comutar e usar o segundo comutador metaestável 2' em um caso em que a anormalidade ocorre no primeiro oscilador metaestável 2 em um estado em que o controle de compensação começa devido a uma ocorrência de uma anormalidade no oscilador de alta estabilidade 1, pelo que o sistema mais confiável pode ser construído.

As tabelas a seguir, denominadas Tabelas de

Compensação e identificadas no presente pedido, nas figuras e no relatório, como de n° 400 estão vinculadas as figuras 4 e 5,

respectivamente:

TEMPO DECORRIDO APOS ANORMALIDADE (S) COMPENS. B (RAZÃO) COMPENS. A (RAZÃO) MENOS DE 10 0 SEGUNDOS 100% 0% 100 90% 10% 150 50% 50% 200 30% 70% 300 10% 90% 500 5% 95% 1.000 1% 99% 2 . 000 0% 100% ACIMA DE 2.000 0% 100%

TEMPO DECORRIDO APOS ANORMALIDADE (S) COMPENS. B (RAZÃO) COMPENS. A (RAZÃO) MENOS DE 12 0 0 SEGUNDOS 100% 0% 1200 90% 10% 2000 50% 50% 3000 5% 95% . 000 1% 99% 10.000 0% 100% ACIMA DE 10.000 0% 100%

Claims

1. OSCILADOR DE SINAL DE REFERÊNCIA, caracterizado por compreender: um oscilador de alta estabilidade; um oscilador metaestável o qual é inferior em uma estabilidade de freqüência de um prazo longo em comparação com o referido oscilador de alta estabilidade, mas é superior em uma estabilidade de freqüência de um prazo curto mais curto do que o prazo longo em comparação com o referido oscilador de alta estabilidade e o qual constitui uma configuração redundante para o referido oscilador de alta estabilidade; um detector de anormalidade detectando uma anormalidade do referido oscilador de alta estabilidade; uma seção de cálculo de freqüência a qual executa um cálculo de A*f1+(1-A)*f2 e emite um resultado de cálculo como uma freqüência de saida de um dispositivo oscilador quando uma freqüência de saida do referido oscilador de alta estabilidade e uma freqüência de saida do referido oscilador metaestável são fl e f2, respectivamente, e uma razão de compensação do referido oscilador de alta estabilidade é A(O^A^l); e uma seção de ajuste de compensação a qual ajusta uma correspondência entre um tempo decorrido desde um ponto no tempo no qual a anormalidade do referido oscilador de alta estabilidade é detectada pelo referido detector de anormalidade e um valor da A; em que o valor da A aumenta de 0 a 1 em estágios junto com o tempo decorrido.

2. Oscilador de sinal de referência, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender: umaprimeira seção de sincronização de fase sincronizando uma fase de um sinal de saida do referido oscilador de alta estabilidade com uma fase de um sinal de saida do referido oscilador metaestável; uma segunda seção de sincronização de fase sincronizando a fase do sinal de saida do referido oscilador metaestável com a fase do sinal de saida do referido oscilador de alta estabilidade enquanto o referido oscilador metaestável está de prontidão; e uma seção de controle que emite um sinal de controle para acionar o referido oscilador metaestável independentemente de quando a anormalidade do referido oscilador de alta estabilidade é detectada e para uma vez sincronizar a fase do sinal de saida do referido oscilador de alta estabilidade com a fase do sinal de saida do referido oscilador metaestável e, após isso, acionador o referido oscilador de alta estabilidade independentemente de quando a anormalidade do referido oscilador de alta estabilidade é resolvida.

3. Oscilador de sinal de referência, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado poro oscilador de alta estabilidade ser um oscilador de rubidio ou um oscilador de césio e o oscilador metaestável ser um oscilador de cristal controlado em forno.

4. Oscilador de sinal de referência, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o oscilador metaestável incluir um primeiro oscilador metaestável e um segundo oscilador metaestável; e em que ele é configurado de modo que quando uma anormalidade ocorre no primeiro oscilador metaestável, o primeiro oscilador metaestável é comutado para o segundo oscilador metaestável no referido oscilador metaestável conectado à referida seção de cálculo de freqüência.