SU1552342A1

SU1552342A1 - Controlled crystal oscillator for quantum frequency standard

Info

Publication number: SU1552342A1
Application number: SU884431448A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Дмитриевич Чернядьев; Семен Иванович Лассовик; Григорий Борисович Альтшуллер
Original assignee: Предприятие П/Я Р-6208
Priority date: 1988-05-30
Filing date: 1988-05-30
Publication date: 1990-03-23

Abstract

Изобретение относитс к электронной технике. Цель изобретени - повышение стабильности частоты в процессе автоподстройки. Генератор содержит активную часть 1, блок управлени (БУ) 2, фазосдвигающую цепь, состо щую из конденсаторов 3 - 7, варикапов 8 - 10 и кварцевого резонатора 16, а также резисторы 11 - 15 и резистивный делитель 17 напр жени . В процессе автоподстройки частоты с выходов БУ 2 через резисторы 12 и 13 на варикапы 8 и 9 подаютс напр жени сигналов грубого и точного управлени , обеспечивающие прив зку частоты генерируемых колебаний к частоте спектральной линии внешнего квантового дискриминатора. Дл достижени цели в генераторе через делитель 17 происходит изменение управл ющего напр жени на варикапе 10, в результате чего с изменением напр жени подстройки на выходе БУ 2 измен етс как дискрет изменени частоты сигнала грубого управлени , так и предел подстройки частоты сигнала точного управлени . 1 ил.The invention relates to electronic engineering. The purpose of the invention is to increase the frequency stability during the auto-tuning process. The generator contains an active part 1, a control unit (CU) 2, a phase-shifting circuit consisting of capacitors 3-7, varicaps 8-10 and a quartz resonator 16, as well as resistors 11-15 and a resistive voltage divider 17. In the process of auto-tuning the frequency from the outputs of the CU 2, through resistors 12 and 13, varicaps 8 and 9 are applied to coarse and precise control signals, which ensure that the frequency of the generated oscillations is tied to the frequency of the spectral line of the external quantum discriminator. To achieve the goal in the generator, through the divider 17, the control voltage on the varicap 10 changes, as a result of which the change in the frequency of the coarse control signal and the fine control frequency control limit changes at the output of the CU 2 as the voltage changes. 1 il.

Description

Изобретение относится к элетронной технике и может быть использовано в квантовых стандартах частоты.The invention relates to electronic equipment and can be used in quantum frequency standards.

Пель изобретения - повышение стабильности частоты в режиме автоподстройки.The aim of the invention is to increase the frequency stability in the auto-tuning mode.

На чертеже приведена структурная электрическая, схема управляемого . квариевого генератора для квантовых стандартов частоты.The drawing shows a structural electrical circuit managed. a quartz generator for quantum frequency standards.

Кварцевый генератор содержит активную часть 1, блок 2 управления, первый, второй, третий, четвертьй и пятый конденсаторы 3-7, первый, второй и третий варикапы 8-10, первый, второй, третий, четвертый и пятый резисторы 11-15, кварцевый резонатор 16, резистивный делитель 17 напряжения .The crystal oscillator contains the active part 1, the control unit 2, the first, second, third, fourth and fifth capacitors 3-7, the first, second and third varicaps 8-10, the first, second, third, fourth and fifth resistors 11-15, quartz resonator 16, resistive voltage divider 17.

Генератор работает следующим об разом.The generator operates as follows.

При включении напряжения питания в автогенераторе, образованном активной частью 1, и фазосдвигающей цепью, 25 образованной кварцевым резонатором 16, первым, вторым, третьим, четвертым и пятым конденсаторами 3-7, первым, вторым и третьим варикапами 810, возникают, электрические колебания. .When the supply voltage is turned on in the oscillator formed by the active part 1 and the phase-shifting circuit 25 formed by the quartz resonator 16, the first, second, third, fourth and fifth capacitors 3-7, the first, second and third varicaps 810, electrical vibrations occur. .

В процессе автоподстройки частоты в составе- квантового стандарта частоты с первого выхода блока 2 через второй резистор 12 на первый варикап 8 подается напряжение сигнала грубого ^5 управления, а с второго выхода блока 2 через третий резистор 13 на второй варикап 9 подается напряжение сигнала точного управления, обеспечивающие привязку частоты генерируемых колебаний к частоте спектральной линии внешнего квантового дискриминатора.In the process of frequency auto-tuning as part of a quantum frequency standard, the voltage of the coarse ^ 5 control signal is supplied from the first output of block 2 through the second resistor 12 to the first varicap 8, and the voltage of the fine control signal is supplied from the second output of block 2 through the third resistor 13 to the second varicap 9 providing a reference of the frequency of the generated oscillations to the frequency of the spectral line of the external quantum discriminator.

В установившемся режиме автоподстройка ведется по сигналу точного управления, а напряжение сигнала гру- ^5 бого управления постоянно до тех пор, пока не достигнут предел подстройки по сигналу точного управления. Если изменения частоты достигают предела подстройки по сигналу точного управ- $0 ления, то блок 2 возвращает напряжение по второму выходу к первоначальному значению и запускает подстройку по первому выходу. В этот момент напряжения на первом выходе блока 2 из- 55 меняется на дискретную величину и должно компенсировать изменение частоты. вызванное возвращением напряже ния подстройки сигнала точного управления к первоначальному значению. Одновременно через резистивный делитель 17 происходит изменение управляющего напряжения на третьем варикапе 10, в результате чего с изменением напряже ния подстройки на первом выходе блока изменяется как дискрет изменения частоты Δ ния, так fj сигнала грубого управлеи предел подстройки частоты сигнала точного управления Δί, .В результате нестабильность частотыIn the steady state, auto-tuning is performed according to the fine control signal, and the voltage of the coarse control signal is constant until the limit of tuning by the fine-control signal is reached. If the frequency changes reach the limit of tuning by the fine control signal $ 0, then block 2 returns the voltage of the second output to the original value and starts the tuning of the first output. At this moment, the voltage at the first output of unit 2 out of 55 changes by a discrete value and should compensate for the change in frequency. caused by the return of the voltage of fine tuning of the fine control signal to the initial value. At the same time, through the resistive divider 17, the control voltage changes at the third varicap 10, as a result of which, with a change in the tuning voltage at the first output of the unit, the discrete of the change in the frequency Δ ny changes as well, fj of the coarse control signal, the frequency tuning limit of the fine control signal Δί,. frequency instability

Д^£мс«кс⁼ уменьшается.D ^£ ms "ks ⁼ decreases.

Для достижения минимального изме нения частоты Af_M0Kc при запуске грубого управления во всем интервале значений напряжений смещения на первом варикапе 8 канала требуется по добрать положения отвода резистивного делителя 17, передающих часть напряжения грубого управления на управление третьим варикапом 10, и напряжение смещения, подаваемое через пятый резистор 15, т.е. обеспечить необходимую рабочую точку и необходимое изменение напряжения смещения на третьем варикапе 10 при изменении напряжения грубого управления. Выбором отвода резистивного делителя 17 осуществ ляется второе сопряжение каналов при Е_г, равном максимальному значению, т.е. подбирается такая величина смещения Е_с на третьем варикапе 10, чтобы обеспечивалось равенствоTo achieve a minimum change in the frequency Af _M0Kc when starting coarse control over the entire range of bias voltages on the first channel 8 varicap, it is necessary to select the tap positions of the resistive divider 17, which transfer part of the coarse control voltage to control the third varicap 10, and the bias voltage supplied through the fifth resistor 15, i.e. provide the necessary operating point and the necessary change in the bias voltage on the third varicap 10 when the coarse control voltage changes. By selecting the tap of the resistive divider 17, a second pairing of channels is carried out at E _g equal to the maximum value, i.e. such a displacement value E _c on the third varicap 10 is selected so as to ensure equality

Af = Af_r - 4fa = 0. Гмикс ίAf = Af _r - 4fa = 0. Gmix ί

При этом нелинейная зависимость частоты от напряжения смещения первого варикапа 8 сохраняется, однако одновременно меняется и предел изменения частоты по точному управление, что и позволяет минимизировать величину изменения частоты Af_MaKC.In this case, the nonlinear dependence of the frequency on the bias voltage of the first varicap 8 is preserved, however, the limit of the frequency change by the exact control also changes, which minimizes the frequency change Af _MaKC .

Первый резистор 11 позволяет устранить возникновение паразитных колебаний через емкость С) кварцевого резонатора 16. Четвертый резистор 14 обеспечивает режим по постоянному току первого варикапа 8. Четвертый конденсатор 6 совместно с третьим варикапом 10 обеспечивает точное сопряжение при переходе управления между ι первьм и вторым выходами блока 2.The first resistor 11 eliminates the occurrence of spurious oscillations through the capacitance C) of the quartz resonator 16. The fourth resistor 14 provides a constant current mode for the first varicap 8. The fourth capacitor 6, together with the third varicap 10, provides exact coupling during the transition of control between ι the first and second outputs of block 2 .

Claims

Claim

Guided crystal oscillator for quantum frequency standards,

5 1552342 containing the active part and the control unit, the first and second power leads of which are connected respectively to the first and second power buses, the first capacitor, the first output of which is connected through the quartz resonator to the input of the active part, the first resistor, which is connected in parallel with the quartz resonator, the first varicap the first terminal of which is connected to the second terminal of the first capacitor, the second capacitor, which is connected in parallel with the first varicap, the third capacitor, the first terminal of which is connected to the second terminal ode to the first varicap, the second varicap, the first output of which is connected to the second power bus, the second resistor, which is connected between the output of the coarse control signal of the control unit and the second output of the first capacitor, the third resistor, which is connected between the signal output of the exact output of the third capacitor and the second power bus, fourth capacitor. the first terminal of which is connected to the second power bus, characterized in that, in order to increase frequency stability during the auto-tuning process, a third varicap is introduced, the first terminal of which jq is connected to the second terminal of the third capacitor, the fifth capacitor, which is connected between the second terminals of the second and third varicaps , a resistive voltage divider that is connected between the output of the coarse control signal of the control unit and the second power bus, and the tap of which is connected to the second terminals of the third and fourth capacitors, fifth re · 2Q. a resistor, the first output of which is connected to: the second output of the third varicap, while the second output of the fifth resistor is the input of the bias signal of the controlled quartz geo-control of the control unit and the second 25 non-sine for quantum standards output of the second varicap, the fourth frequency.

a resistor that is connected between