Устройство термостабилизации для стандарта частоты и времени

В статье обоснована необходимость улучшения устройства термостабилизации для стандарта частоты и времени на атомах рубидия-87. Рассмотрены различные принципы термостатирования: системы с регулированием по возмущению, отклонению и комбинированные. Выбран наилучший вариант. На его основе для борьбы с температурной нестабильностью, которая оказывает негативное влияние на оптические элементы в составе всего устройства, разработана новая схема термостабилизации для газовой ячейки квантового стандарта частоты. После проектирования печатных плат был произведён монтаж всех элементов. Лабораторные испытания квантового дискриминатора в термокамере показали отличную работу схемы, при которой изменение сопротивления терморезистора в мосте на 25% меньше, по сравнению со старой схемой. Доказана эффективность использования в схеме инструментального усилителя, который уменьшил сигнал ошибки в мосте, и ПИД-контроллера, который скорректировал переходные процессы и обеспечил стабильную и точную регуляцию в схеме, при этом защищая её от перерегулирования. С помощью термостабилизации в дальнейшем может быть улучшена кратковременная и долговременная стабильность стандарта частоты и времени, что благоприятно скажется на синхронизации временных шкал в спутниковой навигационной системе, которая опирается на точные измерения времени и расстояния для определения местоположения объекта, что имеет большое значение для таких областей, как авиация, морская навигация, геодезия, а также для повседневного использования GPS-устройств.