RU34765U1 - HYDROGEN FREQUENCY AND TIME STANDARD - Google Patents

HYDROGEN FREQUENCY AND TIME STANDARD

Info

Publication number
RU34765U1
RU34765U1 RU2003120147U RU2003120147U RU34765U1 RU 34765 U1 RU34765 U1 RU 34765U1 RU 2003120147 U RU2003120147 U RU 2003120147U RU 2003120147 U RU2003120147 U RU 2003120147U RU 34765 U1 RU34765 U1 RU 34765U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
frequency
amplitude
signal
discriminator
hydrogen
Prior art date
Application number
RU2003120147U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Б.А. Сахаров
Original Assignee
Закрытое Акционерное Общество "Время-Ч"
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое Акционерное Общество "Время-Ч" filed Critical Закрытое Акционерное Общество "Время-Ч"
Priority to RU2003120147U priority Critical patent/RU34765U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU34765U1 publication Critical patent/RU34765U1/en

Links

Landscapes

  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Description

Стандарт частоты и времени водородныйHydrogen frequency and time standard

Полезная модель относится к квантовым водородным стандартам частоты и времени пассивного типа и может быть использована для работы в качестве генератора высокостабильных, высокоточных, спектрально чистых сигналов.The utility model relates to passive-type quantum hydrogen standards of frequency and time and can be used to operate as a generator of highly stable, high-precision, spectrally pure signals.

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 4176 (каталог Нижегородского ПИПИ «Кварц за 1999 г., с. 35) или типа VCH1004 (разработка Нижегородского предприятия «Время Ч).The principle of operation of such devices is based on the automatic tuning of the frequency of a 5 MHz crystal oscillator according to the frequency of the emission line of hydrogen atoms, such as, for example, a passive hydrogen frequency and time standard of type 4176 (catalog of the Nizhny Novgorod PIPI “Quartz for 1999, p. 35) or type VCH1004 ( development of the Nizhny Novgorod enterprise "Time V).

В качестве ближайшего аналога предлагаемого технического решения принята структурная схема пассивного квантового стандарта частоты и времени типа 41-76 (см. Приложение).As the closest analogue of the proposed technical solution, a block diagram of a passive quantum standard of frequency and time of type 41-76 is adopted (see Appendix).

Квантовое устройство таких стандартов излучает только под действием внешнего частотно-модулированного сигнала возбуждения дискриминатора, сформированного из сигнала кварцевого генератора, и используется для автоподстройки в качестве частотного дискриминатора. При взаимодействии с линией излучения атомов и резонатором дискриминатора частотномодулированный сигнал возбуждения приобретает амплитудномодулированную компоненту, пропорциональную величине расстройки. С выхода дискриминатора амплитудно-модулированный (AM) сигнал преобразуется в преобразователе частоты с помощью вспомогательного гетеродина, усиливается и детектируется.A quantum device of such standards emits only under the influence of an external frequency-modulated discriminator excitation signal generated from a crystal oscillator signal, and is used for auto-tuning as a frequency discriminator. When interacting with the atomic emission line and the discriminator resonator, the frequency-modulated excitation signal acquires an amplitude-modulated component proportional to the detuning value. From the output of the discriminator, an amplitude-modulated (AM) signal is converted into a frequency converter using an auxiliary local oscillator, amplified and detected.

МПК: G04G 3/00IPC: G04G 3/00

Недостатком таких схем стандартов является наличие паразитной (мешающей) амплитудной модуляции, появляющейся за счет неравномерности (несимметричности относительно несущей частоты) амплитудно-частотной характеристики тракта преобразования частоты и ее зависимости от температуры.The disadvantage of such standards schemes is the presence of parasitic (interfering) amplitude modulation, which appears due to the non-uniformity (asymmetry with respect to the carrier frequency) of the amplitude-frequency characteristic of the frequency conversion path and its dependence on temperature.

Технической задачей полезной модели является снижение уровня паразитной амплитудной модуляции и соответственно повышение стабильности частоты стандарта.The technical task of the utility model is to reduce the level of spurious amplitude modulation and, accordingly, increase the stability of the standard frequency.

Сущность технического решения задачи заключается в том, что в стандарт частоты и времени водородный, включающий последовательно соединенные в кольцо квантовый дискриминатор, преобразователь частоты, амплитудный детектор, кварцевый генератор и перестраиваемый синтезатор частот, введен второй перестраиваемый синтезатор частот, подключенный ко второму входу преобразователя частоты.The essence of the technical solution to the problem lies in the fact that the hydrogen frequency standard, including a quantum discriminator, a frequency converter, an amplitude detector, a crystal oscillator and a tunable frequency synthesizer, is connected in series to a second input of the frequency converter.

Второй перестраиваемый синтезатор частот выполнен с переключением частоты симметрично относительно центральной несущей частоты сигнала.The second tunable frequency synthesizer is made with frequency switching symmetrically with respect to the center carrier frequency of the signal.

На рисунке представлена упрощенная структурная схема предлагаемого стандарта частоты.The figure shows a simplified block diagram of the proposed frequency standard.

Стандарт частоты и времени водородный включает последовательно соединенные в кольцо квантовый дискриминатор 1, преобразователь частоты 2, амплитудный детектор 3, кварцевый генератор 4 и первый перестраиваемый синтезатор частот 5, а второй перестраиваемый синтезатор частот 6, подключен ко второму входу преобразователя частоты 2.The hydrogen frequency and time standard includes a quantum discriminator 1, a frequency converter 2, an amplitude detector 3, a crystal oscillator 4 and a first tunable frequency synthesizer 5, connected in series to a ring, and a second tunable frequency synthesizer 6, connected to the second input of the frequency converter 2.

0 /О УУстройство работает следующим образом.0 / О УУ Device works as follows.

В основе принципа действия стандарта лежит автоподстройка частоты кварцевого генератора 4 к частоте линии излучения атомов водорода дискриминатора 1. При взаимодействии с атомной линией и резонатором дискриминатора 1 частотно-модулированный сигналThe principle of the standard’s operation is based on automatic tuning of the frequency of the crystal oscillator 4 to the frequency of the emission line of hydrogen atoms of discriminator 1. When interacting with the atomic line and resonator of discriminator 1, a frequency-modulated signal

возбуждения дискриминатора преобразуется в амплитудно-модулированный, амплитуда и фаза огибающей этого сигнала несет информацию об отклонении частоты кварцевого генератора 4 от частоты линии излучения атомов водорода. На выходе дискриминатора имеется смесь частотномодулированного и амплитудно-модулированного сигналов. Амплитудномодулированный сигнал с выхода дискриминатора 1 преобразуется в преобразователе частоты 2, детектируется в амплитудном детекторе 3 и управляет частотой кварцевого генератора. При этом наличие сигнала паразитной амплитудной модуляции, возникающей за счет неравномерности амплитудно-частотной характеристики преобразователя 2 при прохождении через него частотно-модулированного сигнала, искажает амплитудную модуляцию полезного сигнала (с информацией о действительном отклонении частоты кварцевого генератора 4 от частоты линии излучения атомов водорода), приводит к смещению выходной частоты кварцевого генератора, то есть выходной частоты стандарта. Для снижения влияния паразитной амплитудной модуляции, обусловленной сдвигом амплитудно-частотной характеристики преобразователя 2, в качестве вспомогательного гетеродина для него используется перестраиваемый синтезатор частот 6, позволяющийthe excitation of the discriminator is converted to amplitude-modulated, the amplitude and phase of the envelope of this signal carries information about the deviation of the frequency of the crystal oscillator 4 from the frequency of the emission line of hydrogen atoms. At the output of the discriminator there is a mixture of frequency-modulated and amplitude-modulated signals. The amplitude-modulated signal from the output of discriminator 1 is converted into a frequency converter 2, detected in amplitude detector 3, and controls the frequency of the crystal oscillator. In this case, the presence of a parasitic amplitude modulation signal arising due to the non-uniformity of the amplitude-frequency characteristic of the converter 2 when a frequency-modulated signal passes through it distorts the amplitude modulation of the useful signal (with information about the actual deviation of the frequency of the crystal oscillator 4 from the frequency of the emission line of hydrogen atoms), leads to a shift in the output frequency of the crystal oscillator, that is, the output frequency of the standard. To reduce the influence of parasitic amplitude modulation due to a shift in the amplitude-frequency characteristic of converter 2, a tunable frequency synthesizer 6 is used as an auxiliary local oscillator, allowing

управлять гетеродинной частотой симметрично, «подставляя ее то справа, то слева от сигнала возбуждения с частотой 1420,405 МГц, промежуточная частота при этом остается постоянной. При достаточно высокой скорости переключения частоты гетеродина (синтезатора частот 6) происходит компенсация (усреднение) сигнала ошибки, вызванного паразитной амплитудной модуляцией, за счет разного знака возникающей паразитной модуляции при зеркальном изменении частоты синтезатора 6 относительно входного сигнала.control the heterodyne frequency symmetrically, "substituting it either to the right or to the left of the excitation signal with a frequency of 1420.405 MHz, while the intermediate frequency remains constant. At a sufficiently high switching frequency of the local oscillator (frequency synthesizer 6), compensation (averaging) of the error signal caused by spurious amplitude modulation occurs due to the different signs of the occurring spurious modulation with a mirror change in the frequency of the synthesizer 6 relative to the input signal.

Использование полезной модели в пассивных водородных стандартах частоты позволяет повысить стабильность частоты, выдаваемую квантовым стандартом, за счет исключения сигнала ошибки, вызванного паразитной амплитудной модуляцией в тракте усиления - преобразования частоты выходного сигнала дискриминатора.The use of a utility model in passive hydrogen frequency standards makes it possible to increase the frequency stability produced by the quantum standard by eliminating the error signal caused by spurious amplitude modulation in the amplification path — the frequency conversion of the discriminator output signal.

Claims (2)

1. Стандарт частоты и времени водородный, включающий последовательно соединенные в кольцо квантовый дискриминатор, преобразователь частоты, амплитудный детектор, кварцевый генератор и перестраиваемый синтезатор частот, отличающийся тем, что в него введен второй перестраиваемый синтезатор частот, подключенный ко второму входу преобразователя частоты.1. The hydrogen frequency and time standard, which includes a quantum discriminator in series with the ring, a frequency converter, an amplitude detector, a crystal oscillator and a tunable frequency synthesizer, characterized in that a second tunable frequency synthesizer is connected to it and connected to the second input of the frequency converter. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что второй перестраиваемый синтезатор частот выполнен с переключением частоты симметрично относительно центральной несущей частоты сигнала.2. The device according to claim 1, characterized in that the second tunable frequency synthesizer is configured to switch the frequency symmetrically with respect to the center carrier frequency of the signal.
Figure 00000001
Figure 00000001
RU2003120147U 2003-07-02 2003-07-02 HYDROGEN FREQUENCY AND TIME STANDARD RU34765U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003120147U RU34765U1 (en) 2003-07-02 2003-07-02 HYDROGEN FREQUENCY AND TIME STANDARD

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003120147U RU34765U1 (en) 2003-07-02 2003-07-02 HYDROGEN FREQUENCY AND TIME STANDARD

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU34765U1 true RU34765U1 (en) 2003-12-10

Family

ID=48231637

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003120147U RU34765U1 (en) 2003-07-02 2003-07-02 HYDROGEN FREQUENCY AND TIME STANDARD

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU34765U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2741476C1 (en) * 2020-09-29 2021-01-26 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Физико-Технических И Радиотехнических Измерений" (Фгуп "Вниифтри") Method for automatic adjustment of resonator of hydrogen generator

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2741476C1 (en) * 2020-09-29 2021-01-26 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Физико-Технических И Радиотехнических Измерений" (Фгуп "Вниифтри") Method for automatic adjustment of resonator of hydrogen generator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5148437A (en) Laser pumped atomic frequency standard with high frequency stability
CN103684450A (en) Method for outputting standard frequency of coherent population beat-frequency atomic clock
JP2584875Y2 (en) Lightwave ranging device
US7262863B2 (en) Distance measuring device
KR101035827B1 (en) Voltage-controlled oscillator presetting circuit
US11626882B1 (en) Dual-structure acquisition circuit for frequency synthesis
EP0094834B1 (en) Methods and apparatus for rapid and accurate frequency syntonization of an atomic clock
CN112383306A (en) Atomic clock frequency control method and equipment
RU34765U1 (en) HYDROGEN FREQUENCY AND TIME STANDARD
GB875242A (en) Atomic stabilized frequency source
CN111555735B (en) Molecular clock with delay compensation
RU77057U1 (en) HYDROGEN FREQUENCY AND TIME STANDARD
RU90587U1 (en) QUANTUM HYDROGEN FREQUENCY STANDARD
RU43374U1 (en) HYDROGEN FREQUENCY AND TIME STANDARD
US2964990A (en) Signal modulation system for electrooptical measurements of distances
RU2741476C1 (en) Method for automatic adjustment of resonator of hydrogen generator
SU1720159A1 (en) Frequency standard
JPH0693025B2 (en) FM-CW distance measurement method
RU2613566C1 (en) Passive hydrogen frequency standard
RU2148881C1 (en) Hydrogen frequency standard
US7492464B2 (en) Triggering for a heterodyne interferometer
JP2578271Y2 (en) Frequency stabilized laser light source
RU25801U1 (en) HYDROGEN FREQUENCY AND TIME STANDARD
CN214954555U (en) Complete passive rubidium atomic clock design device
RU2747165C1 (en) Quantum frequency standard with laser optical pumping

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20100703