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TAKAさんの毎日が発見・ブログ
アマチュア無線の機器製作を中心にした日常の活動記録です (by Taka JA2GRC、このブログはFC2_BLOGを使わせていただいてます。)
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周波数安定作戦2-4

 4日前一昨昨日一昨日、とIC-756PROの周波数安定度を測定しました。

 だいぶ以前に、10MHzのBPMで測定して、ずいぶん満足していたのですが、今回、10MHz、20MHz、30MHz、50MHzで測定して、「まあ、こんなものか」 と言う感想と 「結構がんばってる」 と言う感想が、相半ばです。

 以前は、BPMで校正したIC-756PROが我が家で唯一の信頼できる、周波数基準だったわけですが、今回、2桁ほど信頼度の高い基準を手に入れた「余裕」だからでしょうか。 IC-756PROの測定結果も余裕を持って客観的に見る事が出来ます。

 さて、今回、新たに入手した、その、周波数基準なのですが。


【補足 (2008.10.05 】
 周波数安定作戦2 関連の記事一覧は、こちらにありますので、ご覧下さい。


 ルビジウム発振器というカテゴリに入るものです。 もちろん、新品は、大変高価なものですから、私ごときが入手できるわけがありません。 たまたま、オークションで、アメリカ製のルビジウム発振器が出ていて、意外に人気が無く、誰も入札する人がいなかったので、首尾良く入手できました。 最近では、GPS同期型の発振器の方が人気があるみたいで、かなりの入札があり、それ相応に、落札価格が上がっているようですが、こちらのルビジウム発振器は、意外に穴場の商品かもしれません。

 このルビジウム発振器は、以下の写真の様な、ビデオ分配機の筐体を利用して、上手く組み込んだものです。

081005_rubidium01

 ルビジウム発振器は結構な発熱をしますので、頑丈な筐体は、放熱の効果もあります。 出力は10MHzで映像分配回路は、ちゃんとしたバッファ回路が入っており、このクロックを複数の機器に分配するのに好都合のようです。 後ろのBNCコネクタで分かる様に、8台程度の機器に簡単に分配できそうです。

081005_rubidium02

 ルビジウム発振部のクローズアップです。 EFRATOMと言う会社は、既に他社に吸収されて存在しないようですが、こちら方面の専門会社だったみたいです。

 ところで、例によって「泥縄」なんですが、この辺りの各種発振器の特性を調べてみました。 ちょっと、古い資料ですが、この資料が分かり易く書かれていました。

081005_rubidium03

 XOは通常の水晶発振器、TCXOは温度補償された水晶発振器、OCXOは恒温槽タイプの水晶発振器、ルビジウム発振器とセシウム発振器は、いわゆる原子時計(発振器)です。

081005_rubidium04

 ところで、これぐらいの安定度になってくると、単純に「安定度」という表現では表せれないようで、上のグラフの様に、どれぐらいの時間で見るかが大きく効いてくるようです。

 短時間の安定度がある発振器でも、長期間の安定度となると難しくなるようです。 そんな中で、セシウム原子発振器は長期間の安定度が非常に良い様で、各国の周波数基準として用いられているようです。 もちろん複数の発振器を超安定な温度管理された部屋で、安定度を維持しているようです。 また、最近のGPS衛星にはセシウム原子発振器が搭載されているようです。

 ルビジウム原子発振器はセシウム原子発振器の次に安定度が高い様で、初期のGPS衛星やヨーロッパの測地衛星にも使われているようです。 また、中国が数十台規模のルビジウム原子発振器を購入したそうで、独自の測地衛星を計画しているのではと言う噂があるそうです。 もちろん、これらの衛星に搭載する時は、複数搭載したうえで、地上からの校正を掛けながら使っているのだそうです。

 まあ、我が家のルビジウム発振器は、1台のみで、特段の校正をしているわけではないので、長期の安定度は無理だと思いますが、通常のアマチュア用途で使う分には、1E-10程度の安定度は得られているものと思います。 1E-10と言うと、1200MHzで0.1Hz強という換算ですから、まあ、OKでしょう。

 電源を入れて、2分30秒程度で、ルビジウムランプと内部マイクロ波基準との同期がかかっているようですが、特性を出すには、48時間以上の時間が必要なようです。 また、OFFにしていた期間も次に電源を入れた時の安定度に影響するようです。 そんなんで、今のところ、連続運転にしています。

 GPS同期型基準発振器に比べて、アンテナを繋ぐ必要が無いメリットはありますが、ルビジウムランプの寿命を気にする必要が有る様です。 また、超長期に1E-12程度の安定度を維持しようとすると、何らかの定期的校正が必要になります。

【補足 2008.10.05】
 最近は、デジタルオーディオもDVDなどの大容量化に伴って、クロック精度を高める気運が有る様です。 高品質レーベルと銘打っているものの中には、ルビジウム・クロック・カッティングとか、セシウム・クロック・カッティングなどと記述してあるも有る様です。

 また、金に糸目を付けない、超マニア(おたく?)の間では、こんな機械がもてはやされているようです。 すごいですね。

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コメント
この記事へのコメント
おはようございます。
ルビですか、すごいですね。ピアノと同じで定期的な調律が必要ですね。
ちなみにこちらのOCXOは46時間経過して12,799,998.70Hzまできました。
2008/10/06(月) 07:29 | URL | JR3REX #79D/WHSg[編集]
JR3REXさん、いつも、コメントをありがとうございます。
見ざる、知らざるで、置いておけば、平穏だったのに。
1200MHzで軌跡を真っ直ぐにしようと思ったばかりに、
えらいところに足を突っ込んでしまいました。
それでは。
2008/10/06(月) 11:13 | URL | TAKA #79D/WHSg[編集]
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