4．監視装置の動作状況

　位相比較及び時刻監視装置の動作状況を，以下に，例をもって示す．

4．1．位相比較

　図5の写真は，位相差の時間変化をグラフ表示したCRT画面である．位相差を表す3本の曲線は，画面では，色分け（水色，黄，紫）してある．画面下部の三つの数値は，位相差の現在値である．画面右上には，アラン標準偏差の現在値（写真の場合，メーザ＃1と＃3の出力を100MHzにおいて比較．平均時間は1200秒）を示している．なお，画面右端の目盛りはここでは意味はない．

　位相差の時間変化を表すCRT画面は，1日1画面の割合で，プリンターに出力されている．図6および図7にプリンター記録の例を示す．図6（1999年12月19日の記録．図の中のStartと印した日時は一連の計測の開始時点を示しているもので，このグラフの開始時点ではない）では，位相差は24時間にわたって安定に推移しており，3台のメーザの動作は正常である．位相差の時間に関する直線的な変化は，2台のメーザ各々の周波数オフセットに起因しており，周波数変動成分ではない．位相差の時間に関する2次微分成分以上が周波数変動に相当する．図右上部の現在の安定度の数値は，グラフ終了時点におけるものである（＃3メーザと＃1メーザの比較，100MHz出力，平均時間1200秒）．図7（開始時刻は1999年12月25日11時50分）は，位相差に正常でない変化が見られた場合で，図に見るように，時刻199h付近において，＃3と＃1の位相差，および，＃3と＃2の位相差に，不自然な折れ曲がりを生じている．一方，＃1と＃2の位 相差には，そのような変化は見られない．すなわち，メーザ＃3の動作に，この時点において，何らかの短期的な異常を生じたことが，これらの位相比較から読みとれる．

図7.　位相差の時間変化-一部に異常が見られる例

　周波数安定度の解析結果も，適宜選択の上，プリンターに出力している．図8はその一例で，図6と同じ1999年12月19日の記録紙である．＃3メーザと＃1メーザを100MHz出力において比較しており，600秒から86400秒に及ぶ8つの平均時間（τ＝600，1200，1800，3600，7200，18000，61200，86400秒）に対するアラン標準偏差，位相差偏差，及び，相対周波数偏差を示してある．ここで，位相差偏差は，平均時間τの間の位相差変化幅の計測値を平均したもの（表のNoは計測データ個数），相対周波数偏差は，平均時間τの間の相対周波数変化幅を平均したもの（Noがデータ個数），である．また，表の中のそれぞれの記号表示に√2を含ませているが，これは，同一規格と見なせる基準器と供試器を用いて計測した場合に，供試器に関する当該諸量 は，測定値を√2で除したものとする，という基準 [6]に則っていることを示すためである．すなわち，表の数値は測定値そのものでなく，1台の水素メーザの性能を与えるものである．

　監視画面に関して，周波数安定度を時間に沿ってプロットした例を図9に示す．ここでは，2台のメーザ(＃1と＃2)に関して，位相差と，平均時間1200秒のアラン標準偏差，同じく平均時間1200秒の相対周波数偏差，の時間変化を約22時間にわたって測定している（図中の右上がりの直線が位相差，大きな振幅で揺らいでいる曲線がアラン標準偏差，ほぼ一定で細かい揺らぎの見られる線が相対周波数偏差）．アラン標準偏差と相対周波数偏差は測定値を√2で除したもの，すなわち，1台当たりの当該値である．1200秒という平均時間のもとで，アラン標準偏差は，図に見るように，1×10^-16から10^-15台の範囲を30分程度の時間スケールで揺らぐ．右上の現在の安定度（＜1.00000E-16と表示されている）は，図中の最終時刻のデータについてのものである．