DE1591802C - Atomfrequenznormal - Google Patents

Description

Es ist ein Atomfrequenznormal mit einem System von Atomresonatoren, an die ein hochfrequentes Feld angelegt wird, um ihre Resonanzfrequenz zu erregen, einem Modulator, ■ mit dem die Resonanzbedingungen mit einer niedrigen Modulationsfrequenz moduliert werden, einem Detektor, mit dem die Ausgangsfrequenz der Atomresonatoren detektiert wird, einer Rückkopplungsschleife, die mit Hilfe der durch Detektion gewonnenen Gleichspannung die Frequenz des die Resonanz erregenden Hochfrequenzfeldes so regelt, daß die Mittenfrequenz dieses Feldes auf der Resonanzfrequenz der Atomresonatoren gehalten wird, mit einer Anordnung zur Gewinnung der zweiten Harmonischen der Modulationsfrequenz aus der Ausgangsfrequenz der Atomresonatoren und zur Auswertung dieser zweiten Harmonischen zu Überwachungszwecken bekannt (»Electronics«, 7: November 1958, S. 80 bis 85).

Bei diesem bekannten Normal wird das Resonanzsignal mit abgestimmten Filtern ausgefiltert,.so daß nur die Grundschwingung einem Phasendetektor zugeführt wird. Das Gleichsfromsignal vom Phasendetektor für die Grundschwingung wird dazu verwendet, die Frequenz des angelegten Hochfrequenzfeldes mit der Mitte der Atomresonanzlinie zu verrasten. Die zweite Harmonische dient als Alarmsignal, um anzuzeigen, daß die Frequenzverrastung verlorengegangen ist; der Alarm wird ausgelöst, wenn die Amplitude der zweiten Harmonischen unter einen gewissen vorgegebenen SchweJIwert fallt. Die Grundscliwingung u'*rd zur Prcqaenzverrasiung verwendet und ist als Alarmsignal nicht brauchbar, weil sie im vcrra:;tctcn Zustand Amplitude MuH hat, und ebenso dann, wenn die Frequenz des hochfrequenten Resonanzcrregungsfeldcs erheblich gegen die der Atomresonanzlinie verstimmt ist.

Die Schwierigkeit bei diesem bekannten Normal liegt darin, daß die abgestimmten Filterschaltungen, die dazu verwendet werden, die Grundschwingung von der zweiten Harmonischen zu trennen, relativ schwer und massig sind. Zusätzlich sind diese abgestimmten Schaltungen relativ empfindlich gegen Temperaturänderungen, so daß sich die Frequenz, auf die sie abgestimmt sind, mit der Temperatur ändert und dadurch Fehler in die Regelschleife eingeführt werden.

Durch die Erfindung soll deshalb ein Frequenznormal der eingangs genannten Art verfügbar gemacht werden, bsi dem der Schaltungsaufwand geringer ist und darüber hinaus die Temperaturempfindlichkeit des bekannten Normals verbessert ist.

Diese Aufgabe wird grundsätzlich dadurch gelöst, daß zwei Phasendetekloren in Reihe in die Rückkopplungsschlcife eingeschaltet sind, von denen der erste die zweite Harmonische der Modulationsfrequenz mit Hilfe einer Bezugsfrequenz, die der doppelten Modulationsfrequenz entspricht, detektiert und der zweite Phasendelcktor auf die Modulationsgriindsclwingungskomponente im Ausgang des ersten Detektors arbeilet, wobei die Bezugsfrequenz des zweiten Phasendetektors durch Teilung der ersten Bezugsfrequenz gewohnen ist.

Zweckmäßigerweise ist an den Ausgang des ersten Hh.iscndetcktors ein /iC-Tiefpaßfiller angeschlossen, um das (ileichslromsignal auszuscheiden, das der Amplitude der hei Resonanz in der detektieren Ausj!aii{',sspamiung der Alomrosonatoren auftretenden zweiten Harmonischen entspricht; entsprechend kann an den Ausgang des ersten Detektors noch ein RC-Hochpaßfilter angeschlossen sein, um die-Grundschwingungskomponente der Resonanzmodulation in der detektierten Atomresonanz abzutrennen und- die Grundschwingungskomponente dem zweiten Detektor zuzuführen. ,

Der zweite Phasendetektor erzeugt in jedem Falle ein der Grundschwingungskomponente des detektierten Resonanzsignals entsprechendes Gleichströmsignal, und mit diesem wird die Mittenfrequenz des angelegten hochfrequenten Resonanzerregungsfeldes mit der Atomresonanzlinie verrastet. Dadurch können die obenerwähnten abgestimmten Filterschaltungen weggelassen werden, so daß die angestrebten Vorteile erreicht werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der erste und/oder zweite Phasendetektor ein synchroner Schaltdetektor, zweckmäßigerweise ein transistorisierter Synchronschalter; damit wird die Konstruktion der Phasendetektoren vereinfacht und werden diese gegen Temperaturänderungen, unempfindlich gemacht.

Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist ein Generator vorgesehen,· der eine Ausgangsspannung mit einer Frequenz erzeugt, die das Vierfache der Modulationsfrequenz ist, die in einem ersten Teiler durch zwei geteilt wird und als eine symmetrische Rechteckschwingung dem ersten Phascndetektor zugeführt wird; wobei zweckmäßigerweise die Ausgangsfrequenz des ersten Teilers in einem zweiten Teiler durch zwei geteilt wird und als eine symmetrische Rechteckschwingung mit der Grundschwingungsfrequenz der Modulationsfrequenz und frei von Komponenten' der zweiten Harmonischen dem zweiten Phasendetektor zugeführt wird; dabei kann die aus dem zweiten Teiler erhaltene symmetrische Rechtcckschwingung mit der Modulationsgrundfrequenz auch dem Resonanzmodulator zugeführt werden.

Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist ein Phasenschieber vorgesehen, mit dem die Phasenlage der rechteckförmigen Modulationsgrundschwingung vor Zuführung an den Frequenzmodulator verschoben wird, der Phasenschieber einen zweiten Rechteckschwingungsgenerator enthält, der eine Rechteckschwingung der Grundschwingungsfrequenz erzeugt, eine von der zweiten Harmonischen gesteuerte Triggerschaltung einen Sägezahn erzeugt, der dem zweiten Rechteckschwingungsgenerator zusammen mit einer überlagerten einstellbaren Gleichvorspannung zugeführt wird, um den Rechteckschwingungsgenerator zu triggern, wenn die überlagerten Spannungen einen vorgegebenen Schwellwert überschreiten, wobei die Auslösezeit und damit die Phasenlage der Modulationsgrundschwingung durch Veränderung der Größe der Gleichvorspannung verändert wird.

Die Erfindung soll an Hand der Zeichnung näher erläutert werden; es zeigt

Fig. I ein schcmatisches Blockschaltbild eines Atom-Frequenznormals mit Merkmalen der Erfindung,

Fig. 2 ein Schaltbild der synchronen Schaltdetektoren in der .Schaltung nach F i g. 1 und

Fig. 3 ein schematisches Blockschaltbild eines Phasenschiebers zum Verschieben der Phasenlage einer Rechteckschwingung.

In F i g. 1 ist ein erfindungsgemäßes Atom-Frequenznormal dargestellt. Ein System aus Atomresonatoren 1, beispielsweise Dampf von Rubidium 87, . ist in einer für Licht und Hochfrequenz transparenten Gaszelle 2 untergebracht. Ein Hochfrequenz-Resonanzhohlraum 3 umgibt die Gaszelle 2 und ist an den Enden 4 offen, um eine optische Pumpstrahlung durchzulassen. Optische Pumpstrahlung wird von einer Quelle 5 auf die Atomresonatoren 1 geschickt, um die Resonatorsysteme 1 in einen nicht im Gleichgewicht befindlichen Energiezustand anzuheben.

Hochfrequente feldunabhängige Hyperfeinstruktur-Resonanzübergänge werden mit einem hochfrequenten Feld erregt, das über den Hohlraum 3 an die Atomresonatoren 1 angelegt wird. Der Hohlraum 3 wird mit hochfrequenter Energie bei der Übergangsfrequenz von '6834,688 MHz erregt, die von einer Frequenzsyntheseschaltung 6 abgeleitet wird. Der Bezugsfrequenz-Eingang der Frequenzsyntheseschaltung 6 wird von einem Kristallresdnator 7 gespeist.

Bei Resonanz des Atomresonators 1 absorbieren d.ie Atomresonatoren einen maximalen Anteil der optischen Pumpstrahlung. Eine Photozelle 8 ist so angeordnet, daß sie den Wert der optischen Pumpstrahlung überwacht, die durch .die Gaszelle 2 hindurchtritt, so daß die Resonanz der Resonatoren 1 überwacht oder detektiert wird. Ein Frequenzmodulator 9 dient dazu, die Frequenz des angelegten Hochfrequenzfeldes um dessen Mittenfrequenz zu modulieren, und zwar mit einer passenden niedrigen Frequenz etwa zwischen 100 und 200 Hz, im dargestellten Ausführungsbeispiel 107 Hz.

Die Frequenzmodulation des angelegten Hochfrequenzfeldes moduliert die Absorption der optischen Pumpstrahlung durch die Atomresonatoren 1 und moduliert damit die Intensität des detektierten Atomresonanzsignals, das von der Photozelle 8 aufgenommen wird. Wenn die Mittenfrequenz des angelegten Hochfrequenzfeldes genau bei der Atomresonanzfrequenz der Atomresonatoren 1 liegt, enthält das detektierte Signal der Photozelle 8 eine kräftige Komponente bei der zweiten Harmonischen der Modulationsfrequenz und eine Komponente bei der Grundschwingung der Modulationsfrequcnz mit der Amplitude Null. Umgekehrt, wenn die Mittcnfrequenz des angelegten Hochfrequenzfeldcs etwas gegen die Resonanzfrequenz der Atomresonatoren verstimmt ist, hat der Anteil der zweiten Harmonischen im detektierten Resonanzsignal eine kleinere Amplitude, und der Anteil der Grundschwingung hat eine höhere Amplitude.

Die Grundschwingungskomponente des detektierten Resonanzsignals wird in einer Rückkopplungsschleife 11 dazu verwendet, die Mittenfrequenz des angelegten Hochfrequenzfeldes zu korrigieren, die von der Frequenzsyntheseschaltung 6 und dem Kristalloszillator 7 abgeleitet wird, und zwar auf genau die Hyperfcinstruktur-Resonanzfrequenz der Atomresonatoren 1.

Die Rückkopplungsschleife 11 enthält einen" Vorverstärker 12, der den Ausgang der Photozelle 8 verstärkt und einem Eingang eines Phasendetektors 13 für die zweite Harmonische zuführt. Der Bezugseingang für die zweite Harmonische des Phasendetektors 13 wird von einem Relaxationsoszillator 14, der auf 428 1 Iz arbeitet, über einen Teiler 15, der durch den Faktor 2 dividiert, beispielsweise eine Flip-Flop-Schaltung, erhalten. Der Ausgang des Phasendetektors 13 für die zweite Harmonische enthält eine Gleichstromkomponente mit einer Größe proportional der Amplitude der zweiten Harmonischen des - detektierten Resonanzsignals. Der Ausgang enthält weiterhin eine Komponente mit der Frequenz der Modulations-Grundschwingung. Diese Komponenten werden im Verstärker 16 verstärkt und in Hoch- und Tiefpaßfiltern 17 bzw. 18 getrennt.

Der Hochpaß 17 besteht aus einem einfachen RC-Netzwerk und dient dazu, den Anteil der Modulations-Grundschwingung einem Eingang eines zweiten Phasendetektors 19 zuzuführen, in dem sie phasenempfindlich gegen ein Bezugssignal mit der Frequenz der Modulationsgrundschwingung gleichgerichtet wird. Das Grundschwingungs- Bezugssignal von 107 Hz wird vom Ausgang des Teilers 15 von 214 Hz, d. h. der zweiten Harmonischen, mit einem zweiten Teiler 21, der durch den Faktor 2 dividiert, abgeleitet. Der Ausgang des phasenempfindlichen Detektors 19 für die Grundschwingung ist eine Gleichspannung mit einer Amplitude und Phasenlage proportional der Amplitude und Phasenlage der Grundschwingungskomponente der Modulation des detektierten Resonanzsignals.

Das Grundschwingungs-Gleichstromsignal am Ausgang des Phasendetektors 19 wird mit einem Operationsverstärker 21 verstärkt und dem Kristalloszillator? zugeführt,'um diesen auf eine Frequenz abzustimmen, die die synthetisierte Mittenfrequenz des angelegten hochfrequenten Magnetfeldes auf 6834,688 MHz, d. h. genau die Mittenfrequenz der Atomresonanzlinie der Atomresonatoren 1 bringt. Die Syntheseschaltung 6 liefert auch synthetisierte Ausgangssignale bei für die weitere Verwendung geeigneten Frequenzen, beispielsweise K)OkHz, 1 MHz und 5 MHz. Diese Ausgangsfrequenzen werden ebenfalls durch die Rückkopplungsschleife 11 korrigiert, weil sie in der Synthescschaltung 6 vom geregelten Kristalloszillator 7 abgeleitet werden.

Der Tiefpaß 18, der auf den verstärkten Ausgang der ersten Stufe der phasenempfindlichen Gleichrichtung (Phasendetektor 13 für die zweite Harmonische) arbeitet, läßt die detektierte Gleichstromkomponente entsprechend der zweiten Harmonischen zu einem Alarmgatter 23 durch, wo sie dazu dient, einen Alarm auszulösen, wenn ihre Amplitude unter einen bestimmten, vorgegebenen Wert fällt. Der Alarm dient als Signal dafür, daß die Frequenzverrastung verlorengegangen ist. Ein einstellbarer Phasenschieber 24 ist vorgesehen, um die Phasenlage der Frequenzmodulation nachzustellen, die dem die Resonanz erregenden Hochfrequenzfeld aufgedrückt wird, um die richtigen Phasenbeziehungen zwischen der Bezugsmodulation und der Resonanzmodulation um die Rückkopplungsschleife 11 herum zu erhalten.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden, wie in F i g. 1 dargestellt, die Bezugssignale für die Grundschwingimg und die zweite Harmonische von einer gemeinsamen Quelle 14 abgeleitet. Zusätzlich ist erwünscht, daß diese Bezugssinnale in reiner Form abgeleitet werden, d. h. rein sind, oder nur ungeradzahlige Harmonische enthalten, so daß die Bezugssignale keinen Gehalt an zweiter Harmonischer enthalten. Beispielsweise soll die Grundschwingung von 107 II/. keine Komponenten mit 214 oder 428 Hz einhalten. Die zweite Harmonische von 214Hz soll auch weder 107 noch 428 Hz enthalten. Dementsprechend sind bei der bevorzugten

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Ausführungsform die beiden Teiler 15 und 21, die zillators 14 sich durch Temperaturveränderungen durch den Faktor 2 dividieren, Flip-Flops, die sym- od. dgl. verschiebt, verschieben sich die Modulationsmetrische Rechleckschwingungen aus dem Signal und Bezugs-Frequenzen entsprechend, und der Bevon der gemeinsamen Quelle 14 erzeugen. Solche trieb der Rückkopplungs-Regelschleifell wird nicht Rechteckschwingungen enthalten nur ungeradzahlige 5 ungünstig beeinflußt. , ■
Harmonische, ohne Mischungen von geradzahligen Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Er- und ungeradzahligen Harmonischen. . · findung hat der Phasenschieber 24 die in F i g. 3 dar-Vorzugsweise sind die Phasendetektoren 13 und gestellte Form. Genauer gesagt, ein Flip-Flop 41 19 synchrone Schaller, wie sie in Fig. 2 dargestellt (Rechteckschwingungsgenerator) ist an den zweiten sind. Genauer gesagt, zwei Feldeffekttransistoren 25 io Teiler 21 mit dem Faktor 2 als Folgeschaltung über und 26 liegen in Reihe in zwei parallelen Zweigen 27 Eingänge 42 und 43 angeschlossen, um eine Recht- und 28, die an die beiden Enden eines Lastwiderstan- eckschwingung mit der Grundschwingungsfrequenz des 29, beispielsweise 150 Kiloolim, angeschlossen von 107 Hz zu erzeugen. Die Phasenlage des Aussind. Der Last widerstand 29 dient als Eingang eines gangs des Flip-Flops 41 ist jedoch mittels einer nicht- dargestellten Operationsverstärkers. Ein zweites 15 Trigger- und veränderlichen Vorspannungsschaltung Paar Feldeffekttransistoren 31 und 32 liegt in Reihe 44 veränderlich.

quer zu den Parallelzweigen 27 und 28. Die Reihen- Die Triggerschaltung 44 arbeitet auf die Rechteckschaltungder Transistoren 31 und 32 weist einen schwingung vom ersten Teiler 15 mit dem Faktor 2-, Milteiabgriff zur Erde über Widerstand33 von bei- d.h. auf 214Hz, wie.durch die Schwingungsform (e) spielsweise 8 Kiloohm auf. Das Eingangssignal das 20 dargestellt ist, um einen Sägezahn (/) zu erzeugen, phasenempfindlich delektiert werden soll, wird den Der Sägezahn (/) wird durch Integration der Rechtbeiden Parallclzweigen 27 und 28 über Koppelkon- eckschwingung (e) durch einen Parallelkondensator densator 34 und Reihenwiderstand 35 von beispiels- 45 und einen Reihenwiderstand 46 erzeugt. Der Sägeweise 8 Kiloohm zugeführt. Die Bezugs-Rechteck- zahn (f) wird vom Integrator über einen Blockkonschwingung für den Phasendetektor wird den Tran- 25 densator 47 abgenommen und einer Gleichspannung sistoren25, 26, 31 und 32 über Leitungen36 und 37 48 überlagert [vgl. Schwingungsform (/)], und.zwar zugeführt. in der Eingangsschaltung des Flip-Flops 41. Die Bei einer .Halbwelle der Bezugs-Eingangs-Recht- Gleichspannung 48 kann mittels eines veränderlichen eckschwingung sind die Transistoren 25 und 31 lei- Widerstandes 49 eingestellt werden. Die Größe der tend und die anderen Transistoren 26 und 32 nicht- 30 Gleichspannung 48 legt den Zeitpunkt t fest, an dem leitend. Dementsprechend fließt während der posi- der Flip-Flop 41 von der Sägezahnspannung getrigtiven Halbwelle des Eingangssignals der zweiten gert wird, sobald diese den Schwellwert der Spannung Harmonischen [Schwingung (a)] mit der Frequenz 48 überschreitet.

der Bezugs-Rechteckschwingung der positive Strom Der Ausgang des Flip-Flops 41 ist als Schwindurch Zweig 27, Transistor 25, Widerstand 29 und 35 gungsform Qi) dargestellt. Wie sich aus den Schwindann durch Zweig 28 und· Transistor 31 und Wider- gungsformen (/) und Qi) ergibt, ist die Ausgangsstand 33 zur Erde. Während der anderen Halbwelle spannung des Flip-Flops 41 um den Wert Φ gegen des Eingangssignals sind die Transistoren umgeschal- die Phase des 107-Hz-Ausgangs vom Teiler 21 vertet, der Strom kehrt um und fließt von Erde über schoben, der in Schwingungsform (g) dargestellt ist. Widerstand 33, Transistor 32, Zweig 27, Lastwider- 40 Die Größe der Phasenverschiebung Φ wird durch die stand 29 und dann durch Zweig 28, Transistor 26, Auslösezeit t festgelegt, die von dem Zeitpunkt abWiderstand 35 und zur nicht dargestellten Signal- hängt, an dem der Sägezahn (f) den Gleich-Vorspanquelle. Das Eingangssignal mit der Frequenz der Be- nungs-Schwellwert 48 überschreitet. Wenn also die zugs-Rechteckschwingung wird also in ein Gleich- Gleich-Vorspannungs-Schwelle mit dem veränderstromsignal über Lastwiderstand 29 verwandelt. 45 liehen Widerstand 49 verändert wird, kann die AusWenn der synchrone Schaltdetektor nach F i g. 2 lösezeit t verändert werden, um die Phasenverschiein der ersten Stufe der phasenempfindlichen Gleich- bung Φ zu verändern.

richtung, d. h. als Delcktor 13 bei der Schallung nach Der Vorteil des Phasenschiebers 24 nach Fig. 3 F i g. 1, verwendet wird, wird die Grundschwing'ungs- gegenüber üblichen Phasenschiebern besteht darin, komponente der Modulation gemäß· Schwingungs- 50 daß bei üblichen Phasenschiebern relativ schwere form (&)-am Ausgang in. eine Schwingungsform ge- und massige induktive Schaltungen erforderlich sind, maß (c) verwandelt. Diese Schwingiingsform enthält um die Phasenlage der Rechteckschwingung bei keine Gleichstromkomponente und ist deshalb leicht 107Hz zu verschieben, ohne sie zu verzerren. Eine von der in Gleichstrom verwandelten zweiten Har- solche A'erzerrung- würde unerwünschte zweite Harmonischen zu trennen. 55 monischc bei der Modulation der Resonanzfrequenz Die Schwingungsform (c) bildet die Eingangsspan- einführen. Die relativ schweren und massigen Induknung für die zweite Stufe der phasenempfindlichen tivitäten werden aber erfindungsgcniäß durch relativ Gleichrichtung im Detektor 19. Der zweite synchrone kleine und leichte ftC-Schallungen und einen Flip-Schaltdclcktor 19 wandelt die Schwingungsform (c) Flop 41 ersetzt.

in die Schwingungsform {d) am Ausgang um. Die 60 Das Atom-Frcquenznormal nach F i g. 1 ist zwar

Schwingungsform (d) hat eine kräftige Gleichstrom- als Rubidium-Frequenznormal beschrieben worden,

komponente, die als Frcqucnzregelungsausgangs- die erfindungsgemäße verbesserte Frcqucnz-Regel-

signal' des zweiten Detektors 19 dient. schaltung kann jedoch allgemein mit Atom-Frequehz-

Dcr Vorteil der synchronen Schaltdetektoren 13 normalen verwendet werden. Beispielsweise kann sie

und 19 liegt darin, daß keine induktiven Koppel- 65 zwcckmäßigcrwcisc auch bei Zäsium- und Tliallium-

transformalorcn oder abgestimmten Schaltungen be- Strahl-Frequcnznormalen verwendet werden. Es kön-

nötigt werden, und diese Teile deshalb nicht fre- nen auch andere Quantenresonanzsyslcnic als Atome

qucnzcmpfindlich sind. Wenn die Frequenz des Os- verwendet worden. Beispielsweise können Moleküle

oder Teile von Atomen, etwa Atomkerne, als Resonanzsysteme verwendet werden, mit denen die Ausgangsfrequeriz des Normals verrastet wird. Der Ausdruck »Atom-Resonanzsystem«, wie er in .der Beschreibung und den Ansprüchen verwendet wird, soll 5 also alle solche Quantenresonanzsysteme umfassen.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Atomfrequenznormal mit einem System von Atomrespnatoren, an die ein hochfrequentes Feld angelegt wird, um ihre Resonanzfrequenz zu erregen, einem Modulator, mit dem die Resonanzbedingungen mit einer niedrigen Modulationsfrequenz moduliert werden, einem Detektor, mit dem die Ausgangsfrequenz der Atomresonatoren detektiert wird, einer Rückkopplungsregelschleife, die mit Hilfe der durch Detektion gewonnenen Gleichspannung die Frequenz des die Resonanz ' erregenden Hochfrequenzfeldes so regelt, daß die Mittenfrequenz dieses Feldes auf der Resonanzfrequenz der Atomresonatoren gehalten wird, mit einer Anordnung zur Gewinnung der zweiten Harmonischen der Modulationsfrequenz aus der Ausgangsfrequenz der Atomresonatoren und zur 35 ■ Auswertung dieser zweiten Harmonischen zu Überwachungszwecken, dadurch gekennzeichnet,daß zwei Phasendetektoren in Reihe in die Rückkopplungsschleife eingeschaltet sind, von denen der erste die zweite Harmonische der Modulationsfrequenz mit Hilfe einer Bezugsfrequenz, die der doppelten Modulationsfrequenz entspricht, detektiert und der zweite Phasendetektor auf die Modulationsgrundschwingungskomponente im Ausgang des ersten Detektors arbeitet, wobei die Bezugsfrequenz des zweiten Phasendetektors durch Teilung der ersten Bezugsfrequenz gewonnen ist.

2. Frequenznormal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein ÄC-Tiefpaßfilter an den Ausgang des ersten Phasendetektors angeschlossen ist, um das Gleichstromsignal auszuscheiden, das der Amplitude der bei Resonanz in der detektierten Ausgangsspannung der Atomresonatoren auftretenden zweiten Harmonischen entspricht. "

3. Frequenznormal nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein jRC-Hochpaßfilter an den Ausgang des ersten Detektors angeschlossen ist, um die Grundschwingungskomponente der Resonanzmodulation in der detektierten Atomresonanz abzutrennen und die Grundschwingungskomponente dem zweiten Detektor zuzuführen.

4. Frequenznormal nach den Ansprüchen I₁ 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und/oder zweite Phasendetektor ein synchroner Schaltdetektor ist.

5. Frequenznormal nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Generator vorgesehen ist, der eine Ausgangsspannung mit einer Frequenz erzeugt, die das Vierfache der Modulationsfrequenz ist, die in einem ersten Teiler durch zwei geteilt wird und als eine symmetrische Rechteckschwingung dem ersten Phasendetektor zugeführt wird.

6. Frequenznormal nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsfrequenz des ersten Teilers in einem zweiten Teiler durch zwei geteilt wird und als eine symmetrische Rechteckschwingung mit der Grundschwingungsfrequenz der Modulationsfrequenz und frei von Komponenten der zweiten Harmonischen dem zweiten Phasendetektor zugeführt wird.

7. Frequenznormal nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem zweiten Teiler erhaltene symmetrische Rechteckschwingung mit der Modulationsgrundfrequenz auch dem Resonanzmodulator zugeführt ist.

8. Frequenznormal nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Phasenschieber vorgesehen ist, mit dem die Phasenlage der rechteckförmigen Modulationsgrundschwingung vor Zuführung an dem Frequenzmodulator verschoben wird, der Phasenschieber einen zweiten Rechteckschwingungsgenerator enthält, der eine Rechteckschwingung der Grundschwingungsfrequenz erzeugt, eine von der zweiten Harmonischen gesteuerte Triggerschaltung einen Sägezahn erzeugt, der dem zweiten Rechteckschwingungsgenerator zusammen mit einer überlagerten einstellbaren Gleichvorspannung zugeführt wird, um' den Rechteckschwingungsgenerator zu trlggern, wenn die überlagerten Spannungen einen vorgegebenen Schwellwert überschreiten, wobei die Auslösezeit und damit die Phasenlage der Modulationsgrundschwingung durch Veränderung der Größe der Gleichvorspannung verändert wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 109 619/21Ö