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Ultrastabiler Generator für AC-QHR-Quadraturbrücke

05.12.2007

Der jetzt mögliche Betrieb von Quanten-Hall-Widerständen mit Wechselstrom erlaubt die direkte Rückführung von Wechselstrom-Widerständen auf Naturkonstanten mit vorher nicht erreichbaren kleinen Unsicherheiten [1]. Unter Verwendung einer Quadraturbrücke lässt sich damit auch die Einheit der Kapazität mit Hilfe von Naturkonstanten reproduzieren [2]. Da der Abgleich der Quadraturbrücke frequenzabhängig ist, werden an den Brückengenerator höchste Anforderungen bezüglich spektraler Reinheit seiner sinusförmigen Ausgangsspannung und insbesondere seiner Frequenzstabilität gestellt. Ein Gerät mit diesen Eigenschaften ist kommerziell nicht erhältlich. Daher wurde ein Generator für die benötigte Frequenz 1233,14712 Hz entwickelt und aufgebaut, der von einem 5-MHz-Signal gesteuert wird, das von den PTB-Atomuhren geliefert wird. 

[1] J. Schurr, F. J. Ahlers, G. Hein, and K. Pierz, “The ac quantum Hall effect as a primary standard of impedance,“ Metrologia, vo. 44, no. 1, pp. 15-23, 2007.

[2] J. Schurr, V. Bürkel, and B. P. Kibble, “Capacitance calibration based on two ac quantum Hall resistances,” CPEM-Digest, pp. 108-109, 2008.