JP2778604B2 - ルビジウム原子発振器 - Google Patents
ルビジウム原子発振器Info
- Publication number
- JP2778604B2 JP2778604B2 JP3021353A JP2135391A JP2778604B2 JP 2778604 B2 JP2778604 B2 JP 2778604B2 JP 3021353 A JP3021353 A JP 3021353A JP 2135391 A JP2135391 A JP 2135391A JP 2778604 B2 JP2778604 B2 JP 2778604B2
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- JP
- Japan
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- frequency
- signal
- output
- outputs
- voltage
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ルビジウム原子発振器
に関し、特にルビジウム原子の共鳴周波数信号を電圧制
御発振器で生成するルビジウム原子発振器に関する。
に関し、特にルビジウム原子の共鳴周波数信号を電圧制
御発振器で生成するルビジウム原子発振器に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のルビジウム原子発振器は、図２に
示すように光マイクロ波共鳴部（ＯＭＵ）２１、周波数
制御器（Ｆ ＣＯＮＴ）２２、電圧制御水晶発振器（Ｖ
ＣＸＯ）２３、周波数シンセサイザ（Ｆ ＳＹＮＴＨ）
２４、逓倍器（ＭＵＬ１）２５、混合器（ＭＩＸ）２
６、及び逓倍器（ＭＵＬ２）２７を有している。
示すように光マイクロ波共鳴部（ＯＭＵ）２１、周波数
制御器（Ｆ ＣＯＮＴ）２２、電圧制御水晶発振器（Ｖ
ＣＸＯ）２３、周波数シンセサイザ（Ｆ ＳＹＮＴＨ）
２４、逓倍器（ＭＵＬ１）２５、混合器（ＭＩＸ）２
６、及び逓倍器（ＭＵＬ２）２７を有している。
【０００３】このルビジウム原子発振器の動作を以下に
説明する。電圧制御水晶発振器２３から出力される出力
信号は外部（ＯＵＴ）へ供給されると共に、周波数シン
セサイザ２４と逓倍器２５とに入力される。周波数シン
セサイザー２４は電圧制御水晶発振器２３からの出力信
号を基に所定周波数の信号を出力する。また、逓倍器２
５は電圧制御水晶発振器２３からの出力信号を逓倍す
る。周波数シンセサイザー２４からの周波数信号と、逓
倍された出力信号とは混合器２６に入力され混合され
る。混合された信号は逓倍器２７に入力されて逓倍さ
れ、ルビジウム原子の共振周波数に近い周波数の周波数
信号となる。そして、この逓倍器２７からの周波数信号
は光マイクロ波共振部２１に入力される。光マイクロ波
共振部２１は、逓倍器２７からの周波数信号に共鳴して
共鳴信号を出力する。この共鳴信号はルビジウム原子の
共鳴周波数である６．８３４６８７５ＧＨｚの信号が入
力されたとき、その出力レベルが最大となる。次に、共
鳴信号は周波数制御器２２に入力される。周波数制御器
２２は共鳴信号のレベルに応じた電圧信号を電圧制御水
晶発振器２３へ出力する。上記の様に、従来のルビジウ
ム原子発振器は、電圧制御水晶発振器２３の発振周波数
を一定に保つようにループを形成し、安定した所定周波
数の出力信号を出力するようになっている。
説明する。電圧制御水晶発振器２３から出力される出力
信号は外部（ＯＵＴ）へ供給されると共に、周波数シン
セサイザ２４と逓倍器２５とに入力される。周波数シン
セサイザー２４は電圧制御水晶発振器２３からの出力信
号を基に所定周波数の信号を出力する。また、逓倍器２
５は電圧制御水晶発振器２３からの出力信号を逓倍す
る。周波数シンセサイザー２４からの周波数信号と、逓
倍された出力信号とは混合器２６に入力され混合され
る。混合された信号は逓倍器２７に入力されて逓倍さ
れ、ルビジウム原子の共振周波数に近い周波数の周波数
信号となる。そして、この逓倍器２７からの周波数信号
は光マイクロ波共振部２１に入力される。光マイクロ波
共振部２１は、逓倍器２７からの周波数信号に共鳴して
共鳴信号を出力する。この共鳴信号はルビジウム原子の
共鳴周波数である６．８３４６８７５ＧＨｚの信号が入
力されたとき、その出力レベルが最大となる。次に、共
鳴信号は周波数制御器２２に入力される。周波数制御器
２２は共鳴信号のレベルに応じた電圧信号を電圧制御水
晶発振器２３へ出力する。上記の様に、従来のルビジウ
ム原子発振器は、電圧制御水晶発振器２３の発振周波数
を一定に保つようにループを形成し、安定した所定周波
数の出力信号を出力するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ルビジウム原子発振器では、逓倍器として逓倍次数が大
きい逓倍用ダイオードが使用されており、逓倍を行うの
に入力信号を大きく増幅しなければならない。従って、
効率が低く、消費電力が大きいという問題点がある。ま
た、逓倍用ダイオードのバイアス調整や、インピーダン
ス整合などの調整が複雑であるという問題点がある。本
発明は、調整が容易で、消費電力を低減させたルビジウ
ム原子発振器を提供することを目的とする。
ルビジウム原子発振器では、逓倍器として逓倍次数が大
きい逓倍用ダイオードが使用されており、逓倍を行うの
に入力信号を大きく増幅しなければならない。従って、
効率が低く、消費電力が大きいという問題点がある。ま
た、逓倍用ダイオードのバイアス調整や、インピーダン
ス整合などの調整が複雑であるという問題点がある。本
発明は、調整が容易で、消費電力を低減させたルビジウ
ム原子発振器を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、ルビジ
ウム原子の共鳴周波数に等しい周波数のマイクロ波に共
鳴して共鳴信号を出力する光マイクロ波共鳴手段と、前
記共鳴信号のレベルに応じた電圧信号を出力する周波数
制御手段と、前記電圧信号に応じた発振周波数の出力信
号を出力する電圧制御水晶発振器と、前記出力信号を基
に前記マイクロ波を生成するマイクロ波生成手段とを備
えたルビジウム原子発振器において、前記マイクロ波生
成手段が、前記出力信号を分周する第１の分周器と、前
記出力信号を基に所定の周波数の周波数信号を出力する
周波数合成器と、位相比較器、低域濾波器、加算器、電
圧制御発振器、及び第２の分周器からなる位相同期ルー
プとを有し、前記第１の分周器は前記出力信号を分周し
て第１の分周信号を出力し、前記第２の分周器は前記マ
イクロ波を分周して第２の分周信号を出力し、前記位相
比較器は前記第１の分周信号と前記第２の分周信号との
位相を比較して比較出力を出力し、前記低域濾波器は前
記比較出力を濾波し、前記加算器は前記低域濾波器で濾
波された比較出力と前記周波数信号とを加算して加算信
号を出力し、前記電圧制御発振器は前記加算信号に応じ
た前記マイクロ波を出力することを特徴とするルビジウ
ム原子発振器が得られる。
ウム原子の共鳴周波数に等しい周波数のマイクロ波に共
鳴して共鳴信号を出力する光マイクロ波共鳴手段と、前
記共鳴信号のレベルに応じた電圧信号を出力する周波数
制御手段と、前記電圧信号に応じた発振周波数の出力信
号を出力する電圧制御水晶発振器と、前記出力信号を基
に前記マイクロ波を生成するマイクロ波生成手段とを備
えたルビジウム原子発振器において、前記マイクロ波生
成手段が、前記出力信号を分周する第１の分周器と、前
記出力信号を基に所定の周波数の周波数信号を出力する
周波数合成器と、位相比較器、低域濾波器、加算器、電
圧制御発振器、及び第２の分周器からなる位相同期ルー
プとを有し、前記第１の分周器は前記出力信号を分周し
て第１の分周信号を出力し、前記第２の分周器は前記マ
イクロ波を分周して第２の分周信号を出力し、前記位相
比較器は前記第１の分周信号と前記第２の分周信号との
位相を比較して比較出力を出力し、前記低域濾波器は前
記比較出力を濾波し、前記加算器は前記低域濾波器で濾
波された比較出力と前記周波数信号とを加算して加算信
号を出力し、前記電圧制御発振器は前記加算信号に応じ
た前記マイクロ波を出力することを特徴とするルビジウ
ム原子発振器が得られる。
【０００６】
【実施例】以下に、本発明について図面を参照して説明
する。ここで従来と同一のものには同一番号を付してあ
る。図１は本発明の一実施例のルビジウム原子発振器の
ブロック図である。本実施例のルビジウム原子発振器
は、光マイクロ波共鳴部（ＯＭＵ）２１、周波数制御器
（Ｆ ＣＯＮＴ）２２、電圧制御水晶発振器（ＶＣＸ
Ｏ）２３、周波数シンセサイザ（Ｆ ＳＹＮＴＨ）１
１、分周器（ＤＩＶ１）１２，（ＤＩＶ２）１３、位相
比較器（ＰＣ）１４、低域濾波器（ＦＩＬ）１５、加算
器（ＡＤＤ）１６、及び電圧制御発振器（ＶＣＯ）１７
を備えている。
する。ここで従来と同一のものには同一番号を付してあ
る。図１は本発明の一実施例のルビジウム原子発振器の
ブロック図である。本実施例のルビジウム原子発振器
は、光マイクロ波共鳴部（ＯＭＵ）２１、周波数制御器
（Ｆ ＣＯＮＴ）２２、電圧制御水晶発振器（ＶＣＸ
Ｏ）２３、周波数シンセサイザ（Ｆ ＳＹＮＴＨ）１
１、分周器（ＤＩＶ１）１２，（ＤＩＶ２）１３、位相
比較器（ＰＣ）１４、低域濾波器（ＦＩＬ）１５、加算
器（ＡＤＤ）１６、及び電圧制御発振器（ＶＣＯ）１７
を備えている。
【０００７】以下に動作を説明する。電圧制御水晶発振
器２３からの出力信号は外部へ出力されると共に、周波
数合成器１１と分周器１２とに入力される。分周器１２
は電圧制御水晶発振器２３からの出力信号を受け、出力
信号を分周して分周信号を位相比較器１４へ出力する。
位相比較器１４は分周器１２からの分周信号と分周器１
３からの分周信号とを比較し、位相差に応じた電圧信号
を出力する。位相比較器１４から出力された電圧信号は
低域濾波器１５で濾波され、加算器１６に入力される。
一方、周波数合成器１１は電圧制御水晶発振器２３から
の出力信号を基に所定周波数の周波数信号を加算器１６
へ出力する。加算器１６は低域濾波器１５で濾波された
電圧信号に周波数合成器１１からの周波数信号を加えて
周波数変調し、周波数変調された電圧信号を電圧制御発
振器１７へ出力する。電圧制御発振器１７は入力された
電圧信号に基づいてルビジウム原子の共鳴周波数にほぼ
等しい周波数を有する信号を分周器１３へ出力する。
器２３からの出力信号は外部へ出力されると共に、周波
数合成器１１と分周器１２とに入力される。分周器１２
は電圧制御水晶発振器２３からの出力信号を受け、出力
信号を分周して分周信号を位相比較器１４へ出力する。
位相比較器１４は分周器１２からの分周信号と分周器１
３からの分周信号とを比較し、位相差に応じた電圧信号
を出力する。位相比較器１４から出力された電圧信号は
低域濾波器１５で濾波され、加算器１６に入力される。
一方、周波数合成器１１は電圧制御水晶発振器２３から
の出力信号を基に所定周波数の周波数信号を加算器１６
へ出力する。加算器１６は低域濾波器１５で濾波された
電圧信号に周波数合成器１１からの周波数信号を加えて
周波数変調し、周波数変調された電圧信号を電圧制御発
振器１７へ出力する。電圧制御発振器１７は入力された
電圧信号に基づいてルビジウム原子の共鳴周波数にほぼ
等しい周波数を有する信号を分周器１３へ出力する。
【０００８】この様に、本実施例では、位相比較器１
４、低域濾波器１５、加算器１６、電圧制御発振器１
７、及び分周器１３は位相同期ループを形成し、分周器
１１の分周信号と分周器１２の分周信号との周波数が一
致するように動作する。
４、低域濾波器１５、加算器１６、電圧制御発振器１
７、及び分周器１３は位相同期ループを形成し、分周器
１１の分周信号と分周器１２の分周信号との周波数が一
致するように動作する。
【０００９】電圧制御発振器１７から出力される周波数
信号はまた、光マイクロ波共鳴部２１に入力される。以
降、従来と同様に光マイクロ波共鳴部２１は共鳴信号を
周波数制御器２２へ出力し、周波数制御器２２は電圧制
御水晶発振器２３の発振周波数を制御する。この様にし
て、電圧制御水晶発振器２３の発振周波数を安定させ
る。
信号はまた、光マイクロ波共鳴部２１に入力される。以
降、従来と同様に光マイクロ波共鳴部２１は共鳴信号を
周波数制御器２２へ出力し、周波数制御器２２は電圧制
御水晶発振器２３の発振周波数を制御する。この様にし
て、電圧制御水晶発振器２３の発振周波数を安定させ
る。
【００１０】
【発明の効果】本発明によれば、光マイクロ波共鳴器へ
供給されるマイクロ波信号を電圧制御発振器を用いたい
位相同期方式を用いて生成するようにしたので、複雑な
調整が不要で、高電力の供給も不要となる。これによ
り、安価でありながら、安定した出力信号の得られるル
ビジウム原子発振器が得られる。
供給されるマイクロ波信号を電圧制御発振器を用いたい
位相同期方式を用いて生成するようにしたので、複雑な
調整が不要で、高電力の供給も不要となる。これによ
り、安価でありながら、安定した出力信号の得られるル
ビジウム原子発振器が得られる。
【図１】本発明の一実施例のブロック図である。
【図２】従来のルビジウム原子発振器のブロック図であ
る。
る。
【符号の説明】 １１ 周波数合成器 １２，１３ 分周器 １４ 位相比較器 １５ 低域濾波器 １６ 加算器 １７ 電圧制御発振器 ２１ 光マイクロ波共鳴器 ２２ 周波数制御器 ２３ 電圧制御水晶発振器 ２４ 周波数合成器 ２５ 逓倍器 ２６ 混合器 ２７ 逓倍器
Claims (1)
- 【請求項１】 ルビジウム原子の共鳴周波数に等しい周
波数のマイクロ波に共鳴して共鳴信号を出力する光マイ
クロ波共鳴手段と、前記共鳴信号のレベルに応じた電圧
信号を出力する周波数制御手段と、前記電圧信号に応じ
た発振周波数の出力信号を出力する電圧制御水晶発振器
と、前記出力信号を基に前記マイクロ波を生成するマイ
クロ波生成手段とを備えたルビジウム原子発振器におい
て、前記マイクロ波生成手段が、前記出力信号を分周す
る第１の分周器と、前記出力信号を基に所定の周波数の
周波数信号を出力する周波数合成器と、位相比較器、低
域濾波器、加算器、電圧制御発振器、及び第２の分周器
からなる位相同期ループとを有し、前記第１の分周器は
前記出力信号を分周して第１の分周信号を出力し、前記
第２の分周器は前記マイクロ波を分周して第２の分周信
号を出力し、前記位相比較器は前記第１の分周信号と前
記第２の分周信号との位相を比較して比較出力を出力
し、前記低域濾波器は前記比較出力を濾波し、前記加算
器は前記低域濾波器で濾波された比較出力と前記周波数
信号とを加算して加算信号を出力し、前記電圧制御発振
器は前記加算信号に応じた前記マイクロ波を出力するこ
とを特徴とするルビジウム原子発振器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3021353A JP2778604B2 (ja) | 1991-01-23 | 1991-01-23 | ルビジウム原子発振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3021353A JP2778604B2 (ja) | 1991-01-23 | 1991-01-23 | ルビジウム原子発振器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04238414A JPH04238414A (ja) | 1992-08-26 |
| JP2778604B2 true JP2778604B2 (ja) | 1998-07-23 |
Family
ID=12052736
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3021353A Expired - Lifetime JP2778604B2 (ja) | 1991-01-23 | 1991-01-23 | ルビジウム原子発振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2778604B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6158322A (ja) * | 1984-08-30 | 1986-03-25 | Fujitsu Ltd | 位相同期原子発振器 |
| JPS623945U (ja) * | 1985-06-25 | 1987-01-10 |
-
1991
- 1991-01-23 JP JP3021353A patent/JP2778604B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04238414A (ja) | 1992-08-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19980408 |