发明名称 被数位处理器控制之小型原子频率标准器
摘要 数位控制器(25)时间多工小型化铯蒸汽原子频率标准器(1)内之微波频率控制信号和雷射波长控制信号之震动。唯一的共同充电/取样及倾卸积分器(75)放大雷射电流和微波频率之+和-震动之光检测器输出。为了抑制由数位处理器(25)产生之杂讯而致之积分光检测器输出中之错误,在积分区间时处理器在休止模式。而为了更抑制错误,在微波信号震动时之区间的时候,铯蒸汽电热器(15)不活动。
申请公布号 TW317673 申请公布日期 1997.10.11
申请号 TW085111790 申请日期 1996.09.26
申请人 诺萨普格路曼公司 发明人 威廉R.威奔兹,JR
分类号 H03L7/00 主分类号 H03L7/00
代理机构 代理人 洪澄文 台北巿信义路四段二七九号三楼
主权项 1.一种原子频率标准器(1),包括:一有限容量之蒸汽(7),具有指定的原子转换频率/波长,其包括一光谐振波长和一微波原子转换频率;频率合成装置(47),产生一微波信号在一包括该微波原子转换频率之频率范围内及一输出信号在一相对该微波原子转换频率之稳定频率;装置(13),耦合该微波信号至该蒸汽;一雷射二极体(9),光地激发该带有光之蒸汽,其在一包括该光谐振波长之范围内之波长;检测器装置(11),自该雷射二极体(9)产生一表示光之检测器信号,其通过该蒸汽;及控制装置(5),包括对应该检测器信号之数位处理装置(25),其用来操作该频率合成器(47)以调整该微波信号为该原子转换频率之函数,且用来操作该雷射二极体(9)以稳定对应该光谐振波长产生之光的波长。2.如申请专利范围第1项所述之原子频率标准器(1),其中该数位处理装置(25)包括装置(143),产生一施加至该频率合成器(47)之微波控制信号且震动该微波控制信号以驱使由该该频率合成器(47)产生之微波信号频率集中于该微波原子转换频率,及装置(111),用来产生一施加至该雷射二极体9之光波长控制信号,且用来震动该光控制信号以驱使该由该雷射二极体(9)产生之光波长集中波长于该光谐振波长,及装置(109.123.137.153),用来时间多工该微波控制信号和该光控制信号之震动。3.如申请专利范围第2项所述之原子频率标准器(1),其中震动该微波控制信号和该光控制信号之装置(109.123、137.153)包括装置交替该微波控制信号和该光控制信号之値以产生该检测器信号之第一和第二値,且其中该控制装置(5)包括积分和倾卸A/D积分器装置(75),积分该检测器信号之该第一和第二値,产生该检测器信号之第一和第二积分値,及装置(61.63)用来输入该第一和第二积分値至该数位处理装置。4.如申请专利范围第3项所述之原子频率标准器(1),其中该数位处理装置(25)包括装置(81),当该检测器信号之该第一和第二値由该积分和倾卸A/D积分器装置(75)积分的时候,限制该数位处理装置(25)的操作以减少该检测器信号之该第一和第二积分値中之杂讯。5.如申请专利范围第3项所述之原子频率标准器(1),其中该积分和倾卸A/D积分器装置(75)包括一共同积分和倾卸A/D积分器,积分该第一和第二检测器信号对应该微波控制信号和该光控制信号之震动。6.如申请专利范围第3项所述之原子频率标准器(1),其中该控制电路装置(5)包括装置(173),自该检测器信号之该第一値减除一偏压信号,产生该检测器信号之修正第一値施加至该积分和倾卸A/D积分器装置(75),且其中该数位处理装置(25)包括装置(175.191-195),产生该偏压信号朝0驱使该检测器信号之修正第一値。7.如申请专利范围第2项所述之原子频率标准器(1),其中该控制装置(25)包括装置(75),当该微波控制信号震动的时候在一第一区间时及当该光控制信号震动的时候在一第二区间时,测量该检测器信号,且其中该数位处理装置(25)包括装置(81),当在该第一和第二区间时测量该检测器信号的时候,限制该数位处理装置(25)之操作。8.如申请专利范围第2项所述之原子频率标准器(1),其中该控制装置(25)包括电热器装置(15),用来加热该有限蒸汽,且其中该数位处理装置(25)包括装置控制该电热器之活动,所以当该微波控制信号震动的时候该电热器装置(15)不活动。9.如申请专利范围第1项所述之原子频率标准器(1),其中该控制装置(25)包括电热器装置(15)用来加热该有限蒸汽,且其中该数位处理装置(25)包括时间多工装置(109.123.137.153)对应该检测器信号,在第一重复区间时用来调整该微波信号,及对应该检测器信号,在第二重复区间时用来调整该光信号,及装置(29)在不是该第一重复区间的时候活动该电热器装置。10.一种如申请专利范围第1项所述之原子频率标准器(1),其中该控制装置(25)包括积分装置(75),在预定时间区间用来积分该检测器信号产生一积分检测器信号,及装置(61-63),用来将在各该时间区间产生之该积分检测器信号输入该数位处理装置(25),该数位处理装置(25)更包括装置(81),在该预定时间区间时置该数位处理装置入一休止模式。11.如申请专利范围第1项所述之原子频率标准器(1),其中操作该雷射二极体(9)之该数位处理装置(25)包括装置(111),调整施加至该雷射二极体(9)之电流以稳定对应该光谐振波长产生之光的波长。12.如申请专利范围第11项所述之原子频率标准器(1),其中该数位处理装置(25)更包括装置(111),调整该雷射二极体之温度为实雷射电流和雷射电流之参考値之函数。图示简单说明:第一图系绘示本发明之原子频率标准器的方块图形态之示意图。第二图系绘示利用第一图所示之原子频率标准器之不同信号的相对时序之时序图。第三图系绘示形成部分第一图之原子频率标准器的数位处理器使用之主软体常式之流程图。第四至七图系绘示由第三图之主常式呼叫之中断服务例行常式之流程图。第八图系第一图之原子频率标准器之雷射电流控制回路之示意图。第九图系使用第八图之雷射电流控制回路之雷射电流控制软体之流程图。第十图系第一图之原子频率标准器之微波频率控制回路之示意图。第十一图系铯电热器控制回路之示意图。第十二图系雷射温度控制回路之示意图。第十三图系用来控制本发明之原子频率标准器的软体的操作状态之状态图。
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