A system for direct comparison of atomic clocks and timescales

W artykule przedstawiono budowę i oprogramowanie systemu porównań bezpośrednich zegarów atomowych i skal czasu. Omówiono znaczenie takich porównań oraz zasadę działania i strukturę systemu pomiarowego realizującego proces porównań. Istotnym elementem sytemu pomiarowego jest opracowany przez autorów 24-kanałowy multiplekser analogowy. Oprogramowanie systemu, które w znacznym stopniu decyduje o jego funkcjonalności, zrealizowano w środowisku LabWindows/CVI. Dzięki zastosowanej w oprogramowaniu technologii zmiennych sieciowych prezentowany w artykule system może komunikować się z innymi systemami pomiarowymi wchodzącymi w skład kompleksowego systemu nadzoru państwowego wzorca jednostek miar czasu i częstotliwości.The paper describes a system for direct comparison of atomic clocks and timescales used for TAI and UTC timescales creation. There is also presented the significance of direct comparison of atomic clocks and timescales, a measuring system structure (Fig. 1) and the software controlling the system. A 24-channel analog multiplexer (Fig. 2) with small delay of signal paths, designed and constructed by the authors, is also used in the comparison process. The construction of the multiplexer (Fig. 3) is based on the low-priced National Instruments data acquisition card NI-DAQ USB 6501 and a set of reed relays. To determine the time differences between the reference signal (the signal of the main atomic clock) and the signals of compared atomic clocks, one out of three precision frequency/ timer meters can be used, i.e., Pendulum CNT-81, Hewlett-Packard HP53132A or Stanford Research SR620. The software of the system was developed in the LabWindows/CVI programming environment using the layered model (Fig. 4). Thus, the changes of instruments that previously were not expected to be used in the system will require relatively minor modifications of the software. This system is currently implemented in the Laboratory of Time and Frequency of the Central Office of Weights and Measures as a part of a complex integrated system for monitoring and control of the national time and frequency standard