定时信号生成装置、电子设备以及移动体制造方法及图纸

提供定时信号生成装置、电子设备以及移动体，即使产生设置环境的温度变动，定时信号生成装置也能够长期生成高精度的定时信号，电子设备和移动体具有该定时信号生成装置。定时信号生成装置(1)具有：GPS接收器(10)，其输出基准定时信号；原子振荡器(30)，其输出与所输入的电压值(Vcon)对应的时钟信号；相位比较器(21)、环路滤波器(22)和分频器(24)，它们根据基准定时信号与时钟信号的同步状态调整电压值(Vcon)；温度传感器(40)，其输出与原子振荡器(30)的温度对应的信号；DDS(60)，其对时钟信号进行频率转换并输出；以及DSP(23)，其根据温度传感器(40)的输出控制DDS(60)。

【技术实现步骤摘要】
定时信号生成装置、电子设备以及移动体
本专利技术涉及定时信号生成装置、电子设备以及移动体。
技术介绍
例如，公知有如下的定时信号生成装置：与来自GPS(GlobalPositioningSystem：全球定位系统)卫星的卫星信号等中包含的准确的定时信号同步地使石英振荡器或原子振荡器等振荡器振荡，由此生成高精度的定时信号(例如，参照专利文献1)。这里，一般情况下，石英振荡器或原子振荡器等振荡器具有频率温度特性(输出频率相对于温度变化的变动特性)，在定时信号生成装置中，对由该频率温度特性导致的输出频率变动进行校正。例如，在专利文献1所记载的定时信号生成装置具有：石英振荡器，其通过对石英振子施加电压信号来产生基准频率信号；控制单元，其生成电压信号；以及温度检测单元，其检测石英振荡器的温度并输出到控制单元。而且，在专利文献1所记载的定时信号生成装置中，控制单元根据依次取得并存储的时间序列的温度来计算温度的时间变化状态，并根据该温度的时间变化状态和温度来校正电压信号的信号电平并给出到石英振荡器。专利文献1：日本特开2010-68065号公报在专利文献1所记载的定时信号生成装置中，由于按照石英振荡器的温度来校正对石英振子施加的电压信号，因此，存在如下问题：在石英振子的输出频率相对于电压信号的电压值的线性较差的情况下，伴随着电压信号的电压值随时间的变动，校正精度劣化。在针对地面数字广播、移动电话基站等极高精度规格的要求而将原子振荡器用作振荡器的情况下，由于原子振荡器的振荡频率相对于控制电压的线性较差，因此这样的问题格外显著。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种即使产生设置环境的温度变动，也能够长期生成高精度的定时信号的定时信号生成装置，此外，提供一种具有该定时信号生成装置的电子设备以及移动体。这样的目的通过下述本专利技术来达成。本专利技术的定时信号生成装置的特征在于，该定时信号生成装置具有：基准定时信号输出部，其输出基准定时信号；原子振荡器，其输出与所输入的电压值对应的时钟信号；电压调整部，其根据所述基准定时信号与所述时钟信号的同步状态调整所述电压值；温度传感器，其输出与所述原子振荡器的温度对应的信号；频率转换部，其对所述时钟信号进行频率转换并输出；以及控制部，其根据所述温度传感器的输出控制所述频率转换部。根据这样的定时信号生成装置，控制部根据温度传感器的输出控制频率转换部，由此，能够降低由原子振荡器的频率温度特性(输出频率相对于温度变化的变动特性)导致的定时信号生成装置的输出频率的变动。特别地，由于频率转换部对原子振荡器的时钟信号进行频率转换，因此，即使使用输出频率相对于所输入的电压值(控制电压)的线性较差的原子振荡器，也能够长期容易并且高精度地进行定时信号生成装置的输出频率的校正。此外，即使在基准定时信号输出部无法输出基准定时信号的状况时，通过使用来自原子振荡器的时钟信号，也能够生成高精度的定时信号。因此，即使产生设置环境的温度变动，也能够长期将时钟信号作为高精度的定时信号而生成。在本专利技术的定时信号生成装置中，优选的是，所述原子振荡器具有：原子室，其封入有原子；线圈，其根据所述电压值对所述原子施加磁场；以及压控型振荡器，其根据所述原子的跃迁频率输出所述时钟信号。在这样的原子振荡器中，由于输出频率(时钟信号的频率)与电压值的平方成比例地变化，因此，输出频率相对于输入到原子振荡器的电压值(控制电压)的线性较差。因此，假设当调整输入到线圈的电压值来进行频率温度特性的校正时，由老化特性而导致了频率温度特性的校正精度随时间劣化、或者必须大量保存考虑了老化特性在内的频率温度特性的校正数据、需要复杂的控制。因此，在使用这样的原子振荡器的情况下，当应用本专利技术时，其效果显著。在本专利技术的定时信号生成装置中，优选的是，该定时信号生成装置具有向外部输出定时信号的输出部，所述频率转换部设置于所述原子振荡器与所述输出部之间。由此，能够以比较简单的结构将校正后的时钟信号作为定时信号而从输出部输出。在本专利技术的定时信号生成装置中，优选的是，所述频率转换部是直接数字合成器。由此，能够简单并且高精度地对时钟信号进行频率转换和校正。在本专利技术的定时信号生成装置中，优选的是，所述原子振荡器具有：光源部，其射出激励所述原子的共振光对；受光部，其接收通过了所述原子室的所述共振光对；频率控制部，其根据所述受光部的受光结果控制所述压控型振荡器的振荡频率；以及倍频部，其对所述时钟信号进行倍频并输出，所述光源部使用所述倍频部的输出而被驱动，所述频率转换部设置于所述倍频部。由此，能够将校正后的时钟信号从原子振荡器输出。在本专利技术的定时信号生成装置中，优选的是，所述频率转换部是分数相位同步电路。由此，能够简单并且高精度地对时钟信号进行频率转换和校正。在本专利技术的定时信号生成装置中，优选的是，所述电压调整部具有：分频器，其对所述时钟信号进行分频并输出；相位比较器，其对所述分频器的输出与所述基准定时信号的相位进行比较；以及环路滤波器，其设置于所述相位比较器与所述原子振荡器之间，所述频率转换部设置于所述分频器。由此，能够以比较简单的结构将校正后的时钟信号从原子振荡器输出。在本专利技术的定时信号生成装置中，优选的是，该定时信号生成装置具有存储部，所述存储部存储有与所述原子振荡器的频率温度特性相关的校正信息，所述控制部根据所述校正信息和所述温度传感器的输出控制所述频率转换部。由此，能够与原子振荡器的频率温度特性对应地可靠地进行时钟信号的校正。在本专利技术的定时信号生成装置中，优选的是，所述基准定时信号输出部根据卫星信号输出所述基准定时信号。由此，能够利用与世界标准时(UTC：CoordinatedUniversalTime)同步的准确的基准定时信号(1PPS)。本专利技术的电子设备的特征在于，该电子设备具有本专利技术的定时信号生成装置。由此，能够提供具有定时信号生成装置的电子设备，该电子设备即使产生设置环境的温度变动，也能够长期生成高精度的定时信号。本专利技术的移动体的特征在于，该移动体具有本专利技术的定时信号生成装置。由此，能够提供具有定时信号生成装置的移动体，该移动体即使产生设置环境的温度变动，也能够长期生成高精度的定时信号。附图说明图1是示出本专利技术第1实施方式的定时信号生成装置的概略结构的图。图2是示出图1所示的定时信号生成装置所具有的GPS接收器的结构例的框图。图3是图1所示的定时信号生成装置所具有的原子振荡器的概略结构图。图4是用于说明碱金属的能态的图。图5是示出从光源部射出的两种光的频率差与受光部检出的光强度之间的关系的图表。图6是示出图3所示的原子振荡器的频率温度特性的一例的图表。图7是示出图3所示的原子振荡器的控制电压的随时间变化(老化特性)的一例的图表。图8是示出图3所示的原子振荡器的控制电压与振荡频率的关系的图表。图9是示出图1所示的频率转换部(DDS)的设定值(校正值)与输出信号的频率之间的关系的图表。图10是示出本专利技术第2实施方式的定时信号生成装置的概略结构的图。图11是图10所示的定时信号生成装置所具有的原子振荡器的概略结构图。图12是示出本专利技术第3实施方式的定时信号生成装置的概略结构的图。图13是示出本专利技术的电子设备的实施方式的框图。图14是示出本专利技术的移动体的实施方式的图。标本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种定时信号生成装置，其特征在于，该定时信号生成装置具有：基准定时信号输出部，其输出基准定时信号；原子振荡器，其输出与所输入的电压值对应的时钟信号；电压调整部，其根据所述基准定时信号与所述时钟信号的同步状态调整所述电压值；温度传感器，其输出与所述原子振荡器的温度对应的信号；频率转换部，其对所述时钟信号进行频率转换并输出；以及控制部，其根据所述温度传感器的输出控制所述频率转换部。

【技术特征摘要】
2015.12.21 JP 2015-2488431.一种定时信号生成装置，其特征在于，该定时信号生成装置具有：基准定时信号输出部，其输出基准定时信号；原子振荡器，其输出与所输入的电压值对应的时钟信号；电压调整部，其根据所述基准定时信号与所述时钟信号的同步状态调整所述电压值；温度传感器，其输出与所述原子振荡器的温度对应的信号；频率转换部，其对所述时钟信号进行频率转换并输出；以及控制部，其根据所述温度传感器的输出控制所述频率转换部。2.根据权利要求1所述的定时信号生成装置，其中，所述原子振荡器具有：原子室，其封入有原子；线圈，其根据所述电压值对所述原子施加磁场；以及压控型振荡器，其根据所述原子的跃迁频率输出所述时钟信号。3.根据权利要求2所述的定时信号生成装置，其中，该定时信号生成装置具有向外部输出定时信号的输出部，所述频率转换部设置于所述原子振荡器与所述输出部之间。4.根据权利要求3所述的定时信号生成装置，其中，所述频率转换部是直接数字合成器。5.根据权利要求2所述的定时信号生成装置，其中，所述原子振荡器具有：光源部，其射出激励所述原子的共振光对；受光部，其接收通过了所述原子室的所述共振光对；频率...

【专利技术属性】
技术研发人员：牧义之，岛田洋行，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP