JPH04238414A - 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
- JPH04238414A JPH04238414A JP3021353A JP2135391A JPH04238414A JP H04238414 A JPH04238414 A JP H04238414A JP 3021353 A JP3021353 A JP 3021353A JP 2135391 A JP2135391 A JP 2135391A JP H04238414 A JPH04238414 A JP H04238414A
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- JP
- Japan
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- frequency
- signal
- microwave
- oscillator
- voltage
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- Granted
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- IGLNJRXAVVLDKE-UHFFFAOYSA-N rubidium atom Chemical compound [Rb] IGLNJRXAVVLDKE-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 24
- 229910052701 rubidium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 19
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 16
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 9
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 5
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 150000003297 rubidium Chemical class 0.000 description 1
Landscapes
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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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（
ＶＣＸＯ）２３、周波数シンセサイザ（Ｆ ＳＹＮＴ
Ｈ）２４、逓倍器（ＭＵＬ１）２５、混合器（ＭＩＸ）
２６、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（
ＶＣＸＯ）２３、周波数シンセサイザ（Ｆ ＳＹＮＴ
Ｈ）２４、逓倍器（ＭＵＬ１）２５、混合器（ＭＩＸ）
２６、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
手段が位相同期ループを有し、該位相同期ループに含ま
れる電圧制御発振器によって前記マイクロ波を発生させ
るようにした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
手段が位相同期ループを有し、該位相同期ループに含ま
れる電圧制御発振器によって前記マイクロ波を発生させ
るようにした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（ＶＣＸＯ
）２３、周波数シンセサイザ（Ｆ ＳＹＮＴＨ）１１
、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（ＶＣＸＯ
）２３、周波数シンセサイザ（Ｆ ＳＹＮＴＨ）１１
、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１４
、低域濾波器１５、加算器１６、電圧制御発振器１７、
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。
、低域濾波器１５、加算器１６、電圧制御発振器１７、
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。
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
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 (2)
- 【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位相同期ループを有し、
該位相同期ループに含まれる電圧制御発振器によって前
記マイクロ波を発生させるようにしたことを特徴とする
ルビジウム原子発振器。 - 【請求項２】 前記マイクロ波生成手段は、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信号を分周
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
力と前記第１の周波数信号とを加算し加算信号を出力し
、前記電圧制御発振器は前記加算信号に応じた前記マイ
クロ波信号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 true JPH04238414A (ja) | 1992-08-26 |
| JP2778604B2 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) |
Citations (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
Patent Citations (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 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2778604B2 (ja) | 1998-07-23 |
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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 |