JPH0767085B2 - 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
- JPH0767085B2 JPH0767085B2 JP21016087A JP21016087A JPH0767085B2 JP H0767085 B2 JPH0767085 B2 JP H0767085B2 JP 21016087 A JP21016087 A JP 21016087A JP 21016087 A JP21016087 A JP 21016087A JP H0767085 B2 JPH0767085 B2 JP H0767085B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- microwave
- signal
- oscillation signal
- frequency
- synthetic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光ポンピング法を用いたガスセル形小型ルビジ
ウム原子発振器に関する。
ウム原子発振器に関する。
従来のルビジウム原子発振器は，合成マイクロ波を入力
してルビジウムの原子共鳴状態により合成マイクロ波か
ら出力発振信号を生成する原子共鳴部を備えている。こ
の原子共鳴部に入力される合成マイクロ波には，周波数
を可変できる位相同期発振器（PLL）から出力される5.3
MHz発振信号と，電圧制御水晶発振器（VCXO）から出力
される主マイクロ波とが含まれている。このため，ルビ
ジウム原子発振器においては，原子共鳴部において入，
出力される合成マイクロ波や出力発振信号のレベルに応
じて位相変調をかけ，その位相変調レベルを調整するた
めの位相変調回路が用いられている。即ち，この位相変
調回路はルビジウム原子発振器全体のループゲインを安
定化させるように機能する。
してルビジウムの原子共鳴状態により合成マイクロ波か
ら出力発振信号を生成する原子共鳴部を備えている。こ
の原子共鳴部に入力される合成マイクロ波には，周波数
を可変できる位相同期発振器（PLL）から出力される5.3
MHz発振信号と，電圧制御水晶発振器（VCXO）から出力
される主マイクロ波とが含まれている。このため，ルビ
ジウム原子発振器においては，原子共鳴部において入，
出力される合成マイクロ波や出力発振信号のレベルに応
じて位相変調をかけ，その位相変調レベルを調整するた
めの位相変調回路が用いられている。即ち，この位相変
調回路はルビジウム原子発振器全体のループゲインを安
定化させるように機能する。
上述した従来のルビジウム原子発振器の場合，全体のル
ープゲインを安定化させる目的で位相変調回路が用いら
れているが，この位相変調回路は高価なものである上，
構成が複雑であるため，ルビジウム原子発振器全体の価
格がコスト面で割高になるという問題がある。
ープゲインを安定化させる目的で位相変調回路が用いら
れているが，この位相変調回路は高価なものである上，
構成が複雑であるため，ルビジウム原子発振器全体の価
格がコスト面で割高になるという問題がある。
そこで，本発明の技術的課題は，上記欠点に鑑み，位相
変調回路を不要とし，且つ，安価なルビジウム原子発振
器を提供することである。
変調回路を不要とし，且つ，安価なルビジウム原子発振
器を提供することである。
本発明によれば，合成マイクロ波を入力してルビジウム
の原子共鳴状態により該合成マイクロ波から出力発振信
号を生成する原子共鳴部と，出力発振信号を入力して該
出力発振信号の周波数成分を変調して変調信号を生成す
ると共に，該出力発振信号の周波数に応じた電圧制御に
要する制御信号を生成する周波数制御器と，制御信号に
応じて合成マイクロ波の基本波となる主マイクロ波，及
び位相同期基準用となる基準マイクロ波を生成する電圧
制御発振部と，変調信号に基づいて基準マイクロ波を所
定の異なる分周比で分周して異なる周波数分周信号を生
成すると共に,5.3MHz発振信号を生成し，且つ該異なる
周波数分周信号及び該5.3MHz発振信号の位相を比較した
結果に応じて異なる周波数成分の副マイクロ波を生成す
る位相同期発振部とを備えて成り，原子共鳴部は，合成
マイクロ波を主マイクロ波及び異なる副マイクロ波が合
成された異なる周波数変調されたものとして入力するル
ビジウム原子発振器が得られる。
の原子共鳴状態により該合成マイクロ波から出力発振信
号を生成する原子共鳴部と，出力発振信号を入力して該
出力発振信号の周波数成分を変調して変調信号を生成す
ると共に，該出力発振信号の周波数に応じた電圧制御に
要する制御信号を生成する周波数制御器と，制御信号に
応じて合成マイクロ波の基本波となる主マイクロ波，及
び位相同期基準用となる基準マイクロ波を生成する電圧
制御発振部と，変調信号に基づいて基準マイクロ波を所
定の異なる分周比で分周して異なる周波数分周信号を生
成すると共に,5.3MHz発振信号を生成し，且つ該異なる
周波数分周信号及び該5.3MHz発振信号の位相を比較した
結果に応じて異なる周波数成分の副マイクロ波を生成す
る位相同期発振部とを備えて成り，原子共鳴部は，合成
マイクロ波を主マイクロ波及び異なる副マイクロ波が合
成された異なる周波数変調されたものとして入力するル
ビジウム原子発振器が得られる。
以下に実施例を挙げ，本発明のルビジウム原子発振器に
ついて，図面を参照して詳細に説明する。
ついて，図面を参照して詳細に説明する。
第１図は，本発明の一実施例に係るルビジウム原子発振
器の基本構成をブロック図により示したものである。こ
のルビジウム原子発振器は，合成マイクロ波を入力して
ルビジウムの原子共鳴状態により合成マイクロ波から出
力発振信号を生成する原子共鳴部（OMU）２と，出力発
振信号を入力して出力発振信号の周波数成分を変調して
変調信号を生成すると共に，出力発振信号の周波数に応
じた電圧制御に要する制御信号を生成する周波数制御器
３と，制御信号に応じて合成マイクロ波の基本波となる
主マイクロ波（60MHz発振信号），及び位相同期基準用
となる基準マイクロ波（5MHz発振信号）を生成する電圧
制御水晶発振器（VCXO）１と，変調信号に基づいて基準
マイクロ波を所定の異なる分周比（1/N1,1/N2）で分周
して異なる周波数分周信号を生成する分周器４と,5.3MH
z発振信号を生成する5.3MHz電圧制御水晶発振器（5.3MH
zVCXO）５とから成っている。
器の基本構成をブロック図により示したものである。こ
のルビジウム原子発振器は，合成マイクロ波を入力して
ルビジウムの原子共鳴状態により合成マイクロ波から出
力発振信号を生成する原子共鳴部（OMU）２と，出力発
振信号を入力して出力発振信号の周波数成分を変調して
変調信号を生成すると共に，出力発振信号の周波数に応
じた電圧制御に要する制御信号を生成する周波数制御器
３と，制御信号に応じて合成マイクロ波の基本波となる
主マイクロ波（60MHz発振信号），及び位相同期基準用
となる基準マイクロ波（5MHz発振信号）を生成する電圧
制御水晶発振器（VCXO）１と，変調信号に基づいて基準
マイクロ波を所定の異なる分周比（1/N1,1/N2）で分周
して異なる周波数分周信号を生成する分周器４と,5.3MH
z発振信号を生成する5.3MHz電圧制御水晶発振器（5.3MH
zVCXO）５とから成っている。
このうち，分周器４及び5.3MHz電圧制御水晶発振器５
は，合わせて異なる周波数分周信号及び5.3MHz発振信号
の位相を比較した結果に応じて異なる周波数成分の副マ
イクロ波を生成する位相同期発振部（5.3MHzPLL/Phase
−Locked Loop）として機能する。
は，合わせて異なる周波数分周信号及び5.3MHz発振信号
の位相を比較した結果に応じて異なる周波数成分の副マ
イクロ波を生成する位相同期発振部（5.3MHzPLL/Phase
−Locked Loop）として機能する。
このルビジウム原子発振器において，電圧制御水晶発振
器１から出力される5MHz発振信号は分周器４に供給され
る。分周器４では電圧制御水晶発振器１から出力される
出力発振信号を周波数制御器３で変調した変調信号に基
づいて5MHz発振信号を分周比1/N1,1/N2で分周する。こ
れにより，周波数分周信号は例えば変調信号レベルがHi
ghのときには1/N1で分周されたものとして,Lowのときに
は1/N2で分周されたものとして得られる。
器１から出力される5MHz発振信号は分周器４に供給され
る。分周器４では電圧制御水晶発振器１から出力される
出力発振信号を周波数制御器３で変調した変調信号に基
づいて5MHz発振信号を分周比1/N1,1/N2で分周する。こ
れにより，周波数分周信号は例えば変調信号レベルがHi
ghのときには1/N1で分周されたものとして,Lowのときに
は1/N2で分周されたものとして得られる。
これらの異なる周波数分周信号と5.3MHz電圧制御水晶発
振器５から出力される5.3MHz発振信号とは比較器で比較
され，これを比較した結果が5.3MHz電圧制御水晶発振器
５に帰還される。これにより,5.3MHz電圧制御水晶発振
器５からは、分周比1/N1のときには周波数成分f1の副マ
イクロ波が，分周比1/N2のときには周波数成分f2の副マ
イクロ波がそれぞれ電圧制御水晶発振器１から出力され
る主マイクロ波とで合成されるため，原子共鳴部２に入
力される合成マイクロ波は,2つの異なった周波数成分f
1,f2を交互に含む周波数変調されたものとなる。
振器５から出力される5.3MHz発振信号とは比較器で比較
され，これを比較した結果が5.3MHz電圧制御水晶発振器
５に帰還される。これにより,5.3MHz電圧制御水晶発振
器５からは、分周比1/N1のときには周波数成分f1の副マ
イクロ波が，分周比1/N2のときには周波数成分f2の副マ
イクロ波がそれぞれ電圧制御水晶発振器１から出力され
る主マイクロ波とで合成されるため，原子共鳴部２に入
力される合成マイクロ波は,2つの異なった周波数成分f
1,f2を交互に含む周波数変調されたものとなる。
この結果，このルビジウム原子発振器では，従来の場合
のように位相変調レベルを調整するための位相変調回路
を用いることなく，ルビジウム原子発振器全体のループ
ゲインを安定化させることができるようになる。
のように位相変調レベルを調整するための位相変調回路
を用いることなく，ルビジウム原子発振器全体のループ
ゲインを安定化させることができるようになる。
第２図は，このルビジウム原子発振器に備えられる原子
共鳴部２に入，出力される合成マイクロ波及び出力発振
信号の周波数−信号レベル特性の一例を概略的に示した
ものである。図示する出力発振信号（OMU出力信号とし
て示す）に関する信号レベルの曲線からは，周波数成分
f1の合成マイクロ波を共鳴した場合には出力発振信号が
谷底周波数6.843MHzよりも低い下り初めの周波数に対応
する第１のレベルとなり，周波数成分f2の合成マイクロ
波を共鳴した場合には出力発振信号が谷底周波数6.843M
Hzよりも高い上がり終りの周波数に対応する第２のレベ
ルとなることが判る。ここで，第１のレベルは第２のレ
ベルよりも若干高いが，この差は小さいのでループゲイ
ンが安定化され，電圧制御も安定する。
共鳴部２に入，出力される合成マイクロ波及び出力発振
信号の周波数−信号レベル特性の一例を概略的に示した
ものである。図示する出力発振信号（OMU出力信号とし
て示す）に関する信号レベルの曲線からは，周波数成分
f1の合成マイクロ波を共鳴した場合には出力発振信号が
谷底周波数6.843MHzよりも低い下り初めの周波数に対応
する第１のレベルとなり，周波数成分f2の合成マイクロ
波を共鳴した場合には出力発振信号が谷底周波数6.843M
Hzよりも高い上がり終りの周波数に対応する第２のレベ
ルとなることが判る。ここで，第１のレベルは第２のレ
ベルよりも若干高いが，この差は小さいのでループゲイ
ンが安定化され，電圧制御も安定する。
ところで，本発明のルビジウム原子発振器は上述した実
施例に限定されない。例えば，分周器４の分周比を,N1
＝143,N2＝175,191,207,223,239,255等に設定すれば,8
ビットの分周器においてOMU2の共鳴周波数のバラツキを
約７×10-9ステップで補正することが可能である。
施例に限定されない。例えば，分周器４の分周比を,N1
＝143,N2＝175,191,207,223,239,255等に設定すれば,8
ビットの分周器においてOMU2の共鳴周波数のバラツキを
約７×10-9ステップで補正することが可能である。
以上説明したように，本発明のルビジウム原子発振器に
よれば，原子共鳴部から出力される出力発振信号を変調
した変調信号に基づいて位相同期発振部で生成した異な
る周波数成分の副マイクロ波を切り替え，これらの異な
る副マイクロ波を電圧制御発振器で生成される主マイク
ロ波と合成することによって周波数変調された合成マイ
クロ波を得た上で，この合成マイクロ波から原子共鳴状
態により出力発振信号を得るようにしているため，電圧
制御水晶発振器における位相変調回路が不要となり，ま
た，周波数変調の割合は合成比によって決定される為，
無調整化することが可能となる。さらに，デジタル信号
にて上述した回路を制御できる為全体の制御回路をデジ
タル化することも容易となり，小型で安価な原子発振器
を提供できる効果がある。
よれば，原子共鳴部から出力される出力発振信号を変調
した変調信号に基づいて位相同期発振部で生成した異な
る周波数成分の副マイクロ波を切り替え，これらの異な
る副マイクロ波を電圧制御発振器で生成される主マイク
ロ波と合成することによって周波数変調された合成マイ
クロ波を得た上で，この合成マイクロ波から原子共鳴状
態により出力発振信号を得るようにしているため，電圧
制御水晶発振器における位相変調回路が不要となり，ま
た，周波数変調の割合は合成比によって決定される為，
無調整化することが可能となる。さらに，デジタル信号
にて上述した回路を制御できる為全体の制御回路をデジ
タル化することも容易となり，小型で安価な原子発振器
を提供できる効果がある。
第１図は本発明の一実施例に係るルビジウム原子発振器
の基本構成を示したブロック図であり，第２図は第１図
に示すルビジウム原子発振器に備えられる原子共鳴部に
入，出力される合成マイクロ波及び出力発振信号の周波
数−信号レベル特性の一例を示した概略図である。 １……電圧制御水晶発振器,2……原子共鳴部,3……周波
数制御器,4……分周器,5……5.3MHzの電圧制御水晶発振
器。
の基本構成を示したブロック図であり，第２図は第１図
に示すルビジウム原子発振器に備えられる原子共鳴部に
入，出力される合成マイクロ波及び出力発振信号の周波
数−信号レベル特性の一例を示した概略図である。 １……電圧制御水晶発振器,2……原子共鳴部,3……周波
数制御器,4……分周器,5……5.3MHzの電圧制御水晶発振
器。
Claims (1)
- 【請求項１】合成マイクロ波を入力してルビジウムの原
子共鳴状態により該合成マイクロ波から出力発振信号を
生成する原子共鳴部と，前記出力発振信号を入力して該
出力発振信号の周波数成分を変調して変調信号を生成す
ると共に，該出力発振信号の周波数に応じた電圧制御に
要する制御信号を生成する周波数制御器と，前記制御信
号に応じて前記合成マイクロ波の基本波となる主マイク
ロ波，及び位相同期基準用となる基準マイクロ波を生成
する電圧制御発振部と，前記変調信号に基づいて前記基
準マイクロ波を所定の異なる分周比で分周して異なる周
波数分周信号を生成すると共に,5.3MHz発振信号を生成
し，且つ該異なる周波数分周信号及び該5.3MHz発振信号
の位相を比較した結果に応じて異なる周波数成分の副マ
イクロ波を生成する位相同期発振部とを備えて成り，前
記原子共鳴部は，前記合成マイクロ波を前記主マイクロ
波及び前記異なる副マイクロ波が合成された異なる周波
数変調されたものとして入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 |
|---|---|---|---|
| JP21016087A JPH0767085B2 (ja) | 1987-08-26 | 1987-08-26 | ルビジウム原子発振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21016087A JPH0767085B2 (ja) | 1987-08-26 | 1987-08-26 | ルビジウム原子発振器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6454817A JPS6454817A (en) | 1989-03-02 |
| JPH0767085B2 true JPH0767085B2 (ja) | 1995-07-19 |
Family
ID=16584757
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21016087A Expired - Lifetime JPH0767085B2 (ja) | 1987-08-26 | 1987-08-26 | ルビジウム原子発振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0767085B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018101877A (ja) | 2016-12-20 | 2018-06-28 | セイコーエプソン株式会社 | 原子発振器および電子装置 |
-
1987
- 1987-08-26 JP JP21016087A patent/JPH0767085B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6454817A (en) | 1989-03-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS6256689B2 (ja) | ||
| JPS6363138B2 (ja) | ||
| JPH0834589B2 (ja) | サンプリングクロック発生回路 | |
| JPH0767085B2 (ja) | ルビジウム原子発振器 | |
| JPS61128629A (ja) | Ｐｌｌ変調器 | |
| JPS5811140B2 (ja) | 原子発振器 | |
| US4642574A (en) | Digital quartz-stabilized FM discriminator | |
| JP2947203B2 (ja) | 周波数シンセサイザ | |
| JP3248453B2 (ja) | 発振装置 | |
| JP2788807B2 (ja) | ルビジウム原子発振器 | |
| JPH0529933A (ja) | 位相同期発振装置 | |
| JP2778604B2 (ja) | ルビジウム原子発振器 | |
| JPS6333739B2 (ja) | ||
| JPS61135227A (ja) | フエイズロツクドル−プ発振器 | |
| JPS6016122Y2 (ja) | 原子発振器 | |
| JP2001527313A (ja) | 位相同期ループ周波数発生源におけるロードプルを減少させる方法と装置 | |
| JPH0728256B2 (ja) | 信号発生装置 | |
| JPH09246967A (ja) | Ｐｌｌ周波数シンセサイザ回路 | |
| JPH0323015B2 (ja) | ||
| JPS5829010B2 (ja) | 周波数シンセサイザ− | |
| JPS6157126A (ja) | 位相同期原子発振器 | |
| JPS6135601A (ja) | 変調器 | |
| JP2000224028A (ja) | Ｐｌｌ回路、及びその制御方法 | |
| JPH07114415B2 (ja) | Ａｆｃ回路 | |
| JPH09148923A (ja) | 位相同期ループ回路の発振回路 |