Rubidium oscillator
En rubidiumoscillator , også kendt som et rubidium atomur , er en oscillator, der bruger den hyperfine strukturkonstant for en isotop af det kemiske element rubidium ( 87 Rb) til at udlede en nøjagtig tidsreference. Det betyder, at der kan produceres kompakte og billige atomure . Rubidiumoscillatorer bruges til præcise tid- og frekvensreferencer i transmissionssystemer , mobile radiostationer , som referencesignaler i test- og inspektionsenheder og som timere i satellitterne i Global Positioning System (GPS).
Rubidium atomure har imidlertid en højere relativ standardafvigelse end atomure med et cæsium springvand . De mere omfangsrige og dyrere atomure med cæsiumfontæne bruges som frekvensstandarder til bestemmelse af den internationale atomtid (TAI) på grund af den højere præcision.
konstruktion
Rubidiumoscillatoren består af en gasudladningslampe fyldt med rubidium , hvis lys passeres gennem et lille kammer med gasformigt rubidium. Lysets intensitet måles af en fotodetektor . Hvis kammeret bestråles med gasformigt rubidium af mikrobølger med en frekvens på 6.834.682.610.904324 Hz (ca. 6,8 GHz) - er dette hyppigheden af den hyperfine strukturovergang på 87 Rb med en relativ standardafvigelse på 3 * 10 −15 - kommer pga. resonanseffekter i rubidium, er der en reduktion i lysets intensitet ved fotodetektoren, som kan måles.
Denne ændring i lysstyrken anvendes som styresignal i en frekvens låst løkke for at ændre en elektrisk afstemmelig krystal oscillator , som i gennemsnit er afstemt til frekvensen af hyperfinstruktur overgang på ca. 6,8 ... GHz. Den elektriske svingning, der genereres af kvartsoscillatoren, tjener på den ene side som en del af kontrolsløjfen, der skal udstråles ind i resonanskammeret med gasformigt rubidium via en antenne . På den anden side bruges denne frekvens til at gøre den tilgængelig med frekvensdelere til videre behandling. Afhængigt af applikationen er forskellige værdier almindelige, f.eks. 10 MHz eller en anden puls .
Hvis der er en lille frekvensafvigelse i kvartsoscillatoren, f.eks. På grund af forstyrrende temperaturpåvirkninger, resulterer dette i en stigning i lysintensiteten på fotodetektoren. Det elektroniske kontrolsystem ændrer derefter krystaloscillatorens elektrisk variable frekvens, så den igen svarer til frekvensen på 6.834.682.610.904324 Hz for den hyperfine strukturovergang på 87 Rb, og lysets intensitet på fotodetektoren holdes på et minimum. For at minimere krystaloscillatorens afvigelser som følge af ydre påvirkninger, er den designet som en opvarmet krystaloscillator (OCXO) fra visse nøjagtighedsklasser .
Rubidiumoscillatorer har en begrænset levetid , som primært bestemmes af den anvendte gasudladningslampe og dens fejl. Typisk levetid for lampen er omkring 10 år.
Weblinks
Individuelle beviser
- ↑ QUANTUM Chip Scale Atomic Clock. Microsemi Corporation, adgang til 18. januar 2017 .
- ↑ Anbefalede værdier for standardfrekvenser til applikationer, herunder sekundære repræsentationer af definitionen af den anden. BIPM, adgang til 22. april 2014 .
- ↑ a b PRS10 - Rubidium -frekvensstandard med lavfasestøj. (Ikke længere tilgængelig online.) Stanford Research Systems, arkiveret fra originalen den 17. marts 2015 ; Hentet 22. april 2014 . Info: Arkivlinket blev indsat automatisk og er endnu ikke kontrolleret. Kontroller venligst det originale og arkivlink i henhold til instruktionerne, og fjern derefter denne meddelelse.
