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小型ルビジウムオシレーター(発振器)
製品の紹介

サフラン社は、ルビジウム原子時計と発振器、水晶振動子 (OCXO)、メーザー、統合型 GPS 全地球測位システム (ナビゲーション衛星システム) の世界的リーダー企業です。その正規代理店であるエンベックでは、主に以下の製品につきまして、日本国内のお客様へ販売・供給を行い、技術サポートを担っております。

  • ルビジウム発振器
  • GPS/GNSS同期発振器
  • モジュールとキット
  • 宇宙認定の水晶発振器
  • OCXO水晶発振器

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小型ルビジウム【Rb】オシレーター

mRO-50

mRO-50 ルビジウムオシレーター
【特許 第6416921号】

機械式でなく、分子または原子システムの振動を利用して時間を刻むクロック。時間安定性と消費電力が重要な最新の商業、航空宇宙要件を満たすように設計された画期的な低 SWaP-C 小型ルビジウム発振器。
 
SWaP-Cとは、Size, Weight, Power and Cost.

【主な製品仕様と特徴】

サイズ・形状:
50.8 × 50.8 × 19.5 mm(体積約51 cc)、
重量75 g以下。標準的なOCXOと同等のサイズ・ピン配列を持ち、そのまま置き換え(ドロップイン)が可能です。

出力周波数:
10 MHz(方形波)。周波数安定度: 1日のホールドオーバーが1 µs以下(固定温度下)、リトレースは1×10⁻¹⁰以下。

低消費電力:
定常時 0.45 W以下(3.3V/5V駆動)。

耐環境性: 動作温度 -40℃〜+80℃、耐衝撃 50 g、耐振動 7.7 gRMSに対応。内部技術: 特許取得済みのマイクロ波光二重共鳴(MODR)方式とVCSELレーザーを採用し、高精度と省電力を両立。GNSS信号が途絶・妨害される環境下での防衛、通信、無人機などの時刻同期システムに最適です。

RFQ

mRO-50
ラガダイズド(高耐久品)

mRO-50 ルビジウムオシレーター/ラガダイズド(高耐久品)
【特許 第6416921号】


時間安定性と消費電力が重要となる最新の商業、航空宇宙要件を満たすように設計された画期的なマイクロ波光二重共振 (MODR) 低 SWaP-C 小型ルビジウム発振器。1日当たり1µs 未満ののホールドオーバーと1E-10 未満のリトレースを実現。消費電力も0.36 Wと超低消費電力を実現。動作温度も-40°から+80°Cまで対応。


【主な仕様と特徴】

サイズ・重量:
50.8 × 50.8 × 20 mm(体積51 cc)、重量75 g以下の超小型軽量設計(Low SWaP-C)。低消費電力: 定常時 < 0.5W(3.3V駆動)/ < 0.57W(5V駆動)。

耐環境性:
動作温度 -40℃〜+80℃。ミリタリー基準の耐衝撃 50 g、耐振動 7.7 gRMSに対応。

周波数安定度:
1日のホールドオーバー < 1 µs(固定温度下)、短期安定度(ADEV)4×10⁻¹¹@1s(Sオプション)。内部技術: 特許技術のマイクロ波光二重共鳴(MODR)方式を採用。軍用通信、レーダー、電子戦、無人機(UAV)、水中探査などの高精度時刻同期に最適です。

RFQ

mRO-50 評価用ボードキット

mRO-50評価用ボードキットを使用すると、mR0-50又はmRO-50/ラグダイズド(高耐久品)に迅速に接続できます。
(半田付け等作業は不要です。ピンに合わせて乗せるだけ。)

RS232 シリアル・インターフェイスを介して、
ユーザーは mRO-50と通信可能です。

RFQ

GPS/GNSS同期式
小型ルビジウム(Rb)オシレーターモジュール

SRO-100

SRO-100は、スマートで低コストのGPS/GNSS同期発振器で、複雑な同期機能をすべて1つの低コスト、超小型パッケージに統合しています。

SRO-100は、ルビジウム周波数規格と特許取得済みのSmarTiming+®技術を利用して、外部で実装されていた多くのタイミング機能を1つのパッケージソリューションで提供します。


【主な製品仕様】
特徴小型・軽量:
101.6×70.61×25.4mm(11 in³)、重量234gのコンパクト設計です。

SmarTiming+®技術:
1nsの解像度でGPSやセシウム等の一次基準信号に同期・規正します。高い周波数安定性: 短期安定度1E-12 / 100秒、月間エージング率5E-11未満を誇ります。

優れたホールドオーバー:
基準信号の途絶時も24時間で1µs未満(±2℃以内)の誤差に抑えます。

出力・通信:
10MHz低位相雑音出力(オプションS)や1PPS出力、RS-232制御に対応します。

RFQ

SRO-100 評価用ボードキット

SRO-100評価用ボードキットを使用すると、SRO-100に迅速に接続できます。

RS232 シリアル・インターフェイスを介して、
ユーザーは SRO-100と通信可能です。

RFQ

ルビジウム【Rb】オシレーター FAQ(よくある質問)

Q
ルビジウム発振器の基本的な仕組み・動作原理は?
A
ルビジウム発振器は、ルビジウムの原子における基底状態の超微細構造遷移(約3.036 GHzの量子共鳴)を利用して、ローカルの水晶発振器(VCXO/TCXO)の周波数を固定(ロック)させる仕組みです。 VCSELレーザーなどの光源を用いた光ポンピング技術により原子のエネルギー状態を制御し、マイクロ波共鳴時に発生する光吸収の小さな落ち込み(吸収ディップ)をフォトダイオードで検出します。この検出信号から得られる誤差信号をループ回路(PLL)へフィードバックすることで、水晶発振器の周波数を原子共鳴に高精度で同期させています。
Q
ルビジウム時計の寿命/信頼性はどのくらいですか?
A
ルビジウムの寿命(または信頼性)は、およそ20年です。

例えばmRO-50の場合、+25℃環境下でセル寿命10年、MTBF(平均故障間隔)約155,860時間という長寿命・高信頼性を備えています。 主要な物理パッケージ(原子セルやレーザー等)は気密封止されており、可動部や摩耗箇所が少ないため故障リスクが抑えられています。 取り扱い上の注意点として、衝撃(最大50g等)や許容動作温度(例: -40℃〜+80℃)の超過を避ける熱設計が必要なほか、周波数オフセットを防止するため発電機や変圧器などの強磁場を発生する機器の近くに配置しないことが推奨されています。
Q
水晶発振器(OCXO)と比較したルビジウム発振器の強み(メリット)は?
A

ルビジウム発振器は、一般的なOCXO(恒温槽付水晶発振器)と比較して100倍以上優れた周波数安定性を備えています。 最大の強みは、GPS/GNSS信号を受信できない環境(GNSS-denied)において自律して正確な時間を保持する**「ホールドオーバー性能」**であり、1日あたりの時刻誤差を1マイクロ秒(1 µs/day)以下に抑えることが可能です。 また、近年の超小型モデル(mRO-50)は、標準的なOCXOと同じ基板サイズおよびピン配列を持ちながら、同等以下の低消費電力(約0.45W〜0.5W)で稼働するため、回路基板を大幅変更することなくドロップインでアップグレードできます。

Q
主にどのような用途・アプリケーションで使われていますか?
A

極めて高い時間・周波数同期精度が要求される幅広いミッションクリティカル分野で採用されています。

防衛・航空宇宙:
電波妨害(ジャミング)やGNSS障害時のタスク維持、無線通信(TDMA)の同期保持、無人機(UAV/ドローン)や慣性航法システム(INS)の精度維持、電子戦(ELINT)。

通信・データセンター:
5G通信基盤、PTP/NTPタイムサーバー、データセンター(Meta社等)でのサーバー間同期、ネットワークスイッチ(Arista社等)。

海洋・水中探査:
電波が届かない水中での音響・地震センシング機器(バッテリー駆動)。

電力・スマートグリッド:
広域ネットワーク(WAN)を通じた変電所間の高精度PTP時刻同期。

Q
mRO-50でアナログ周波数調整が不要な場合は、どうすればよいですか?
A

ピンNo.1(INアナログ周波数調整)は、使用しない(接地されていない)場合、どの電位にも接続しないでください。
マニュアルのセクション4.8.4中心周波数調整の指示参照。

Q
安全、健康、環境管理に対するルビジウムの危険性は何ですか?
A

弊社では物質としてのルビジウムの販売ではなく、ルビジウムを使った応用製品を販売しているため、MSDS(製品安全データシート)ではなくPSDS(製品安全データシート)という文書をご用意しておりますので弊社までお問合せ下さい。
PSDS文書には、ルビジウムの取り扱い/出荷に関するQ&Aに関する情報が含まれています。
Rb - ルビジウムは、希少で驚くほど柔らかい白っぽい灰色の金属です。
発振器を作るための超精密原子時計に使用されています。

Q
周波数安定度をさらに向上・維持するためのポイントは?
A
ルビジウム発振器は単体でも極めて高い安定性を誇りますが、以下の対策を講じることで性能を最大限に引き出すことができます。

外部リファレンス同期:
GPSDOや水素メーザー等の外部高精度信号との定期的なキャリブレーション・同期。

熱・電源環境の最適化:
周波数ドリフトの主因となる温度変化を抑える断熱・恒温対策や、電源ノイズ・電圧変動を抑制する高品質フィルタの導入。

Cフィールド(磁場電流)の微調整:
内部のCフィールドコイルへ印加する微小電流(またはアナログ制御電圧)を微調整することによる中心周波数の高精度アライメント。
Q
ルビジウム・オシレーターについてどれを使えばよいか?見積・納期について知りたいのですが、どうすればよいですか?
A
エンベックまでお問合せ下さい。弊社のセールスエンジニアが速やかにご提案・ご回答致します。
Q
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A
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