JP2005109619A - 原子発振装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 原子発振装置の小型化及び周波数安定度の改善を図る。
【解決手段】 電圧制御水晶発振器10は、制御電圧により発振した、発振信号を出力とする。変調部22は、発振信号に変調をかけて被変調信号を出力する。PLL部23は、被変調信号を周波数変換して、発振信号の整数倍となる原子共鳴周波数帯域の周波数を直接発振する。周波数シンセサイザ部21は、周波数制御データにもとづき設定された周波数を出力する。ミキサ24は、PLL部23の出力と周波数シンセサイザ部21の出力とをミキシングする。原子共鳴器30は、高周波信号と原子共鳴周波数との周波数差に応じて変化する放電ランプ光量にもとづく共鳴信号を出力する。周波数制御部40は、共鳴信号を同期検波して制御電圧を生成する。周波数制御データ設定部50は、周波数制御データにより、周波数シンセサイザ部21の出力周波数を可変にする。
【選択図】 図1
Description
周波数制御部40は、内部に含まれる低周波発振器から低周波信号を生成すると共に、低周波信号で共鳴信号を同期検波して制御電圧を生成し、VCXO10へ送信する。周波数制御データ設定部50は、周波数シンセサイザ部21に与える周波数制御データを可変に設定して、周波数シンセサイザ部21の出力周波数を可変に設定する。
グラフG3は、原子共鳴器に印加する電圧を変えて、C-FIELD磁場を変化させたときの出力周波数変化の変化をプロットしたものである。C-FIELD磁場に対する原子共鳴周波数の出力周波数変化は、図に示す自乗カーブとなる。このことから、C-FIELD磁場に対する原子共鳴周波数の周波数特性は直線性がないことがわかるので、ユーザが出力周波数を可変に設定しようとした場合、特性が直線性ではないため、ユーザにとっては制御しづらいものであった。
制御電圧にもとづき発振信号を出力する電圧制御発振器と、
前記発振信号に変調をかけて被変調信号を出力する変調部と、前記被変調信号をに同期した前記発振信号の整数倍となる原子共鳴周波数帯域の周波数を直接発振するPLL部と、前記発振信号を入力クロックとして用い、周波数制御データにもとづき設定された周波数を出力する周波数シンセサイザ部と、前記PLL部の出力と前記周波数シンセサイザ部の出力とをミキシングするミキサと、から構成されて高周波信号を出力する周波数合成部と、
前記高周波信号から原子共鳴周波数を発生させ、前記高周波信号と原子共鳴周波数との周波数差に応じて変化する放電ランプ光量にもとづく共鳴信号を出力する原子共鳴器と、
前記共鳴信号を同期検波して前記制御電圧を生成する周波数制御部と、
前記周波数制御データを可変に設定して、前記周波数シンセサイザ部の出力周波数を可変にする周波数制御データ設定部と、
を有することを特徴とする原子発振装置。
(付記3) 前記周波数データ制御設定部は、外部信号にもとづいて、周波数制御データを可変設定することで、前記発振信号の周波数を可変させることを特徴とする付記1記載の原子発振装置。
制御電圧にもとづき発振信号を出力する電圧制御発振器と、
前記発振信号に同期して、前記発振信号の整数倍となる原子共鳴周波数帯域の周波数を直接発振するPLL部と、前記発振信号を入力クロックとして用い、周波数制御データにもとづき周波数が設定された被変調信号を出力する周波数シンセサイザ部と、前記PLL部の出力と前記周波数シンセサイザ部の出力とをミキシングするミキサと、から構成されて高周波信号を出力する周波数合成部と、
前記高周波信号から原子共鳴周波数を発生させ、前記高周波信号と原子共鳴周波数との周波数差に応じて変化する放電ランプ光量にもとづく共鳴信号を出力する原子共鳴器と、
前記共鳴信号を同期検波して前記制御電圧を生成する周波数制御部と、
前記周波数制御データを可変に設定して、前記周波数シンセサイザ部の出力周波数を可変にする周波数制御データ設定部と、
を有することを特徴とする原子発振装置。
(付記8) 前記周波数データ制御設定部は、外部信号にもとづいて、周波数制御データを可変設定することで、前記発振信号の周波数を可変させることを特徴とする付記6記載の原子発振装置。
10 電圧制御水晶発振器
20 周波数合成部
21 周波数シンセサイザ部
22 変調部
23 PLL部
24 ミキサ
30 原子共鳴器
40 周波数制御部
50 周波数制御データ設定部
Claims (5)
- 原子を励起して発振する原子発振装置において、
制御電圧にもとづき発振信号を出力する電圧制御発振器と、
前記発振信号に変調をかけて被変調信号を出力する変調部と、前記被変調信号に同期した前記発振信号の整数倍となる原子共鳴周波数帯域の周波数を直接発振するPLL部と、前記発振信号を入力クロックとして用い、周波数制御データにもとづき設定された周波数を出力する周波数シンセサイザ部と、前記PLL部の出力と前記周波数シンセサイザ部の出力とをミキシングするミキサと、から構成されて高周波信号を出力する周波数合成部と、
前記高周波信号から原子共鳴周波数を発生させ、前記高周波信号と原子共鳴周波数との周波数差に応じて変化する放電ランプ光量にもとづく共鳴信号を出力する原子共鳴器と、
前記共鳴信号を同期検波して前記制御電圧を生成する周波数制御部と、
前記周波数制御データを可変に設定して、前記周波数シンセサイザ部の出力周波数を可変にする周波数制御データ設定部と、
を有することを特徴とする原子発振装置。 - 前記周波数シンセサイザ部は、前記PLL部の出力と原子共鳴周波数とのオフセット周波数を出力することを特徴とする請求項1記載の原子発振装置。
- 前記周波数データ制御設定部は、外部信号にもとづいて、周波数制御データを可変設定することで、前記発振信号の周波数を可変させることを特徴とする請求項1記載の原子発振装置。
- 前記周波数制御データ設定部は、温度センサを設けて、検出温度にもとづいて、周囲温度によって変化する放電ランプ光量に応じた周波数制御データを可変設定することで、前記発振信号の周波数を一定にすることを特徴とする請求項1記載の原子発振装置。
- 前記周波数制御データ設定部は、前記共鳴信号にもとづいて、経年変化によって変化する放電ランプ光量に応じた周波数制御データを可変設定することで、前記発振信号の周波数を一定にすることを特徴とする請求項1記載の原子発振装置。
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