RU21246U1 - Стандарт частоты и времени водородный - Google Patents
Стандарт частоты и времени водородный Download PDFInfo
- Publication number
- RU21246U1 RU21246U1 RU2001108698/20U RU2001108698U RU21246U1 RU 21246 U1 RU21246 U1 RU 21246U1 RU 2001108698/20 U RU2001108698/20 U RU 2001108698/20U RU 2001108698 U RU2001108698 U RU 2001108698U RU 21246 U1 RU21246 U1 RU 21246U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- frequency
- output
- generation unit
- current generation
- amplifier
- Prior art date
Links
Landscapes
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
Abstract
1. Стандарт частоты и времени водородный, содержащий соединенные в кольцо синтезатор частот, умножитель частоты, квантовый дискриминатор, селективный усилитель, синхронный детектор, интегрирующий усилитель и кварцевый генератор, один из выходов которого является выходом устройства, второй выход подключен ко второму входу умножителя частоты через модулятор, второй выход которого соединен со вторым входом синхронного детектора, отличающийся тем, что в него введен блок генерации термокомпенсирующего тока, включенный на входе интегрирующего усилителя.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок генерации термокомпенсирующего тока содержит резисторный делитель напряжения, подключенный к термочувствительному мосту, запитанного симметрично относительно корпуса, противоположные ветви которого содержат соответственно по два транзистора в диодном включении и по сопротивлению, а в диагональ моста включен переменный резистор, выход средней точки которого является выходом блока генерации термокомпенсирующего тока.3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что транзисторы расположены в общем корпусе транзисторной микросборки.4. Устройство по п.2 или 3, отличающееся тем, что блок генерации термокомпенсирующего тока расположен в одном корпусе с интегрирующим усилителем.
Description
Стандарт частоты и времени водородный
Полезная модель относится к квантовым стандартам частоты и времени пассивного типа, которые могут быть использованы для работы в качестве генератора высокостабильных, высокоточных, спектрально чистых сигналов. Стандарты частоты и времени могут применяться в национальных службах времени и частоты, наземных пунктах слежения и управления спутниковых радионавигационных систем.
Принцип действия таких приборов основан на автоподстройке частоты кварцевого генератора 5 МГц по частоте линии излучения атомов водорода, как например пассивный водородный стандарт частоты и времени типа 41-76 (каталог Нижегородского НИПИ Кварц за 1999 г., с. 35). Квантовое устройство такого стандарта излучает только под действием внешнего сигнала, сформированного из сигнала кварцевого генератора и используется для автоподстройки в качестве частотного дискриминатора.
В качестве ближайшего аналога предлагаемого технического решения принята схема пассивного квантового стандарт частоты и времени
МПК: G04G 3/00
( Стандарты частоты и времени на основе квантовых генераторов и дискриминаторов под ред. Фатеева Б.П., Москва, Сов. радио, 1978г., с. 155, рис. 6.5). Структурная схема данного стандарта частоты представлена в приложении. Сигнал кварцевого генератора в данном стандарте умножается, усиливается и поступает на генератор гармоник. Сюда же подается сигнал с синтезатора частоты. На выходе генератора гармоник образуется спектр частот. Нужная гармоника, совпадающая с частотой атомного перехода, выделяется резонатором квантового дискриминатора. Сигнал с выхода дискриминатора, несущий информацию об отклонении частоты сигнала кварцевого генератора от частоты атомного перехода, подается на синхронный детектор, вырабатывающий постоянное напряжение соответствующей полярности, пропорциональное частотной расстройке кварцевого генератора. Опорный сигнал поступает с модулирующего генератора низкочастотного (НЧ). С выхода синхронного детектора сигнал ошибки усиливается операционным усилителем (ОН), включенного по схеме интегратора, и поступает на управляющий элемент кварцевого генератора. С помощью этого элемента частота кварцевого генератора стабилизируется с погрешностью.
обусловленной флуктуациями в системе частотной автоподстройки, по частоте линии атомного перехода квантового дискриминатора. Недостатком вышеуказанных стандартов является дополнительный сигнал ошибки, который определяется зависимостью параметров узлов квантового стандарта от температуры, что приводит к ухудшению долговременной стабильности частоты.
Технической задачей, решаемой полезной моделью, является снижение сигнала ошибки в зависимости от температуры и тем самым повышение долговременной стабильности частоты стандарта.
Сущность технического решения заключается в том, что в квантовом стандарте частоты и времени пассивном, содержащем соединенные в кольцо синтезатор частот, умножитель частоты, квантовый дискриминатор, селективный усилитель, синхронный детектор, интегрирующий усилитель и кварцевый генератор, один из выходов которого является выходом устройства, а другой выход подключен ко второму входу умножителя частоты через модулятор, второй выход которого соединен со вторым входом синхронного детектора, дополнительно введен блок генерации термокомпенсирующего тока, включенный на входе интегрирующего усилителя.
Блок генерации термокомпенсирующего тока содержит резисторный делитель напряжения, подключенный к термочувствительному мосту, запитанному симметрично относительно корпуса, противоположные ветви которого содержат соответственно по два транзистора в диодном включении и по сопротивлению, а в диагональ моста включен переменный резистор, выход средней точки которого является выходом блока генерации термокомпенсирующего тока.
Транзисторы расположены в общем корпусе транзисторной сборки, для уменьщения разности степени их разогрева. Блок генерации термокомпенсирующего тока расположен в одном корпусе с интегрирующим усилителем.
Предлагаемое техническое рещение поясняется рисунками, на фиг. 1 представлена структурная схема стандарта, на фиг.2 электрическая схема блока генерации термокомпенсирующего тока.
Устройство включает соединенные в кольцо синтезатор частот 1, умножитель частоты 2, квантовый дискриминатор 3, селективный усилитель 4, синхронный детектор 5, интегрирующий усилитель 6 и кварцевый генератор 7, один из выходов которого является выходом устройства, второй выход подключен ко второму входу умножителя частоты 2 через модулятор 8, второй выход которого соединен со
вторым входом синхронного детектора 5, на входе интегрирующего усилителя 6 включен блок генерации термокомпенсирующего тока 9.
Блок генерации термокомпенсирующего тока 9 содержит резисторный делитель напряжения R1-R4, подключенный к термочувствительному мосту, запитанному для получения разнополярного тока, нулевого при нормальной температуре, симметрично относительно корпуса, противоположные ветви которого содержат соответственно по два транзистора Т1-Т2 и ТЗТ4 в диодном включении, для уменьшения влияния разброса характеристик полупроводников, и по сопротивлению R5-R6, а в диагональ моста включен переменный резистор R7, выход средней точки которого соединен с резистором R8, являющегося выходом блока генерации термокомпенсирующего тока 9 и подключенного к инверсному входу усилителя 6.
Транзисторы Т1-Т4 расположены в общем корпусе транзисторной микросборки для уменьшения разности степени их разогрева.
Блок генерации термокомпенсирующего тока расположен в одном корпусе с интегрирующим усилителем, что позволяет
уравнять скорости ухода частоты стандарта и генерирования соответствующего компенсирующего воздействия.
Устройство работает следующим образом.
В системе автоматической подстройки частоты стандарта, куда входят синтезатор частот 1, умножитель частоты 2, селективный усилитель 4, синхронный детектор 5, интегрирующий усилитель 6, модулятор 8, частота кварцевого генератора 6 подстраивается к частоте линии излучения атомов, например, водорода (в водородном стандарте) квантового дискриминатора 3. При этом, частота кварцевого генератора 7 стабилизируется с погрешностью, обусловленной флуктуациями в системе частотной автоподстройки, в том числе и флуктуациями, обусловленными изменением температуры. Так как сигнал управления частотой кварцевого генератора 7 поступает с интегрирующего усилителя 6, то смещение (разбаланс) нуля операционного усилителя, включенного по схеме интегратора, в зависимости от температуры будет приводить к смещению выходной частоты кварцевого генератора 7, т.е. выходной частоты стандарта. Блок генерации термокомпенсирующего тока 9, включенный на инвертирующем входе усилителя 6, вырабатывает в зависимости от изменения температуры термокомпенсирующий ток, который соответственно
смещает рабочую точку усилителя 6. Это происходит следующим образом. В блоке генерации термокомпенсирующего тока 9 при воздействии температуры на прямосмещенный р-п переход транзисторов TI . Т4 напряжение на р-п переходах зависит от воздействующей температуры и изменяется ориентировочно на 2
мВ/град. При изменении температуры от 5 до 40 С (диапазон рабочих температур стандарта частоты) напряжение в диагонали моста ( точки а - б фиг. 2 ) будет изменяться в пределах до ±70 мВ. Для достижения термокомпенсации частоты выходного сигнала рабочая точка переменного резистора R7 должна быть выбрана из условия компенсации температурного ухода частоты стандарта обратной по знаку величиной термокомпенсирующего тока от блока 9. На практике это делается следующим образом.
При нормальной окружающей температуре (+22°С) движок переменного резистора R7 устанавливается так, чтобы величина термокомпенсирующего тока на входе интегрирующего усилителя 6 была равна нулю (напряжение на выходе блока 9 равно нулю). Измеряется разность частот калибруемого прибора с образцовым. Окружающая температура повышается до +40°С, делается выдержка для полного прогрева прибора, затем изменением положения движка резистора R7 компенсируется температурный уход частоты.
Температура понижается до +5°С и проверяется степень температурной компенсации аналогичным образом. Величина резистора R7 составляет около 5 МОм. Величины резисторов R5-R6 составляют около 5 кОм и подбираются из условия неискаженной работы мостовой схемы блока 9. Размещение транзисторов Т1-Т4 в одном корпусе микросборки, например типа 198 НТ1 А, позволяют создать одинаковые температурные условия для транзисторов, вызывающих их нагревания.
Таким образом, вырабатываемый блоком 9 ток смещения, зависящий от температуры, уменьшает температурный коэффициент частоты стандарта в целом.
Использование полезной модели позволяет уменьщить зависимость частоты стандарт от изменения температуры и повысить его долговременную стабильность, которая является основной характеристикой водородного стандарта частоты как источника высокостабильных сигналов для время - частотных измерений, для работы в эталонных, образцовых и рабочих средствах измерения.
Claims (4)
1. Стандарт частоты и времени водородный, содержащий соединенные в кольцо синтезатор частот, умножитель частоты, квантовый дискриминатор, селективный усилитель, синхронный детектор, интегрирующий усилитель и кварцевый генератор, один из выходов которого является выходом устройства, второй выход подключен ко второму входу умножителя частоты через модулятор, второй выход которого соединен со вторым входом синхронного детектора, отличающийся тем, что в него введен блок генерации термокомпенсирующего тока, включенный на входе интегрирующего усилителя.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок генерации термокомпенсирующего тока содержит резисторный делитель напряжения, подключенный к термочувствительному мосту, запитанного симметрично относительно корпуса, противоположные ветви которого содержат соответственно по два транзистора в диодном включении и по сопротивлению, а в диагональ моста включен переменный резистор, выход средней точки которого является выходом блока генерации термокомпенсирующего тока.
3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что транзисторы расположены в общем корпусе транзисторной микросборки.
4. Устройство по п.2 или 3, отличающееся тем, что блок генерации термокомпенсирующего тока расположен в одном корпусе с интегрирующим усилителем.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001108698/20U RU21246U1 (ru) | 2001-03-30 | 2001-03-30 | Стандарт частоты и времени водородный |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001108698/20U RU21246U1 (ru) | 2001-03-30 | 2001-03-30 | Стандарт частоты и времени водородный |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU21246U1 true RU21246U1 (ru) | 2001-12-27 |
Family
ID=48282888
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001108698/20U RU21246U1 (ru) | 2001-03-30 | 2001-03-30 | Стандарт частоты и времени водородный |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU21246U1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2725684C1 (ru) * | 2019-12-30 | 2020-07-03 | Адольф Алексеевич Ульянов | Групповой водородный хранитель времени и частоты |
-
2001
- 2001-03-30 RU RU2001108698/20U patent/RU21246U1/ru active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2725684C1 (ru) * | 2019-12-30 | 2020-07-03 | Адольф Алексеевич Ульянов | Групповой водородный хранитель времени и частоты |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4839613A (en) | Temperature compensation for a disciplined frequency standard | |
| Schmit et al. | Temperature and Alloy Compositional Dependences of the Energy Gap of Hg1− x Cd x Te | |
| US7652473B2 (en) | Magnetic field measuring optically pumped magnetometer apparatus | |
| Turner et al. | Frequency noise characterisation of narrow linewidth diode lasers | |
| US4398293A (en) | Frequency stabilization for two-mode laser | |
| US6784756B2 (en) | On-board processor compensated oven controlled crystal oscillator | |
| CN108255047B (zh) | 用于磁性补偿的芯片级原子钟的方法和装置 | |
| US3821665A (en) | Temperature compensated crystal oscillator | |
| US4122408A (en) | Frequency stabilization utilizing multiple modulation | |
| US6091281A (en) | High precision reference voltage generator | |
| US10141887B2 (en) | Oscillator for detecting temperature of atmosphere | |
| Cristiano et al. | A 8.7 ppm/° C, 694nW, one-point calibrated RC oscillator using a nonlinearity-aware dual phase-locked loop and DSM-controlled frequency-locked loops | |
| Riley | The physics of the environmental sensitivity of rubidium gas cell atomic frequency standards | |
| RU21246U1 (ru) | Стандарт частоты и времени водородный | |
| US6807203B2 (en) | Calibrating a frequency difference between two or more lasers over an extended frequency range | |
| US4090071A (en) | Photometric instrument with thermoelectric control of a photovoltaic semiconductor detector | |
| US6025755A (en) | Method of stabilizing electromagnetic field strength in an atomic system | |
| US11188032B2 (en) | Molecular clock with delay compensation | |
| Morris et al. | The frequency stability of a pair of auto-tuned hydrogen masers | |
| JP2975386B2 (ja) | デジタル温度補償発振器 | |
| Clark et al. | A Stable Tunable Microwave Source | |
| Breonce et al. | A proton resonance magnetic field stabilizer using a quartz stabilized reference frequency | |
| RU43374U1 (ru) | Стандарт частоты и времени водородный | |
| Barillet et al. | Electronic circuits showing a level-independent phase shift for hydrogen-maser work applications | |
| SU1145304A2 (ru) | Устройство дл измерени напр женности статических и квазистатических электрических полей |