стабилизация частоты

СТАБИЛИЗАЦИЯ ЧАСТОТЫ - совокупность методов увеличения стабильности частоты. Различают: а) затягивание частоты путём связи генератора колебаний с дополнит. колебат. системой, характеризуемой высокой добротностью; б) захватывание частоты путём связи данного генератора колебаний с генератором, обладающим более стабильной частотой; в) параметрическую С. ч.- стабилизацию параметров приборов, генерирующих периодич. колебания.

Типичным примером С. ч. путём затягивания является связь генератора радиочастотных колебаний с кварцевым резонатором. Эффект С. ч. возникает при этом за счёт того, что частота генерируемых колебаний удерживается внутри резонансной кривой кварцевого резонатора, на неск. порядков более узкой, чем ширина резонансной кривой резонансного контура генератора (см. Генератор электромагнитных колебаний ).Кроме того, зависимость резонансной частоты кварцевого резонатора от темп-ры на неск. порядков меньше, чем у обычного резонансного контура. В результате частота колебаний слабо зависит от изменений параметров колебат. контура и удерживается вблизи вершины резонансной кривой кварцевого резонатора.

С. ч. путём захватывания используют для С. ч. мощного генератора, воздействуя на него сигналом более стабильного маломощного генератора. При этом необходимо обеспечить малость обратного воздействия мощного генератора на маломощный. Этот метод применяют, напр., для С. ч. клистрона ,воздействуя на него гармоникой кварцевого генератора.

Наиб. гибким и эфф. методом является параметрич. С. ч. При этом выбирают спектральные (резонансные) системы, вещество и конструкция к-рых слабо реагируют на изменение внеш. условий. наиб. простая система, в к-рой используется параметрич. С. ч.,- маятниковые часы. Стабильность их хода зависит от стабильности параметров маятника (его приведённой длины), от стабильности влияния на частоту колебаний маятника, поддерживающего его колебания. В результате стабилизации этих параметров погрешность хода астрономич. маятниковых часов составляет 10^-8, что на 2 порядка лучше, чем у обычных часов. Погрешность частоты кварцевого генератора может быть доведена до 10^-11.

К параметрич. методам С. ч. относится переход от макроскопич. резонансных систем к микросистемам, квантовая структура к-рых придаёт им резонансные свойства, проявляющиеся в их узких спектральных линиях. Первым из таких устройств был молекулярный генератор ,в к-ром резонансный процесс сводится к инверсионным переходам между энергетич. уровнями молекул аммиака. Макроскопич. объёмный резонатор служит в этом приборе только для обеспечения обратной связи. Существенно более высокой стабильностью частоты обладает водородный генератор ,обеспечивающий воспроизводимость частоты с погрешностью 10^-13 при относит. стабильности 2*10^-14.

Совр. эталоны частоты опираются на спектральные линии атомов Cs, наблюдаемые в атомных пучках (см. Квантовые стандарты частоты ).По получаемой т. о. эталонной частоте производят автоматич. подстройку частоты вспомогат. кварцевого генератора, а по его сигналу при помощи синтезатора получают набор эталонных частот, служащих для калибровки вторичных стандартов (мер) частоты.

Дальнейшее уменьшение погрешности эталонов частоты может быть достигнуто путём сужения спектральных линий атомов, служащих реперами частоты, напр, охлаждением атомных пучков или наблюдением спектральных линий атомов, удерживаемых в эл--магн. ловушках. м. Е. Жаботинский.

   <<      Предметный указатель      >>