Techniklexikon

Frequenznormal

Schwingungen und Wellen, Frequenzstandard, ein Gerät zur Erzeugung eines Signals mit genau definierter, hochgenauer Frequenz, das z.B. zu Eich- oder Messzwecken oder auch als Zeitnormal verwendet wird.

Grundlage für das Quarz-Frequenznormal (Quarzuhr), mit dem Genauigkeiten von bis zu 10^-9 erreicht werden, bilden die Eigenschwingungen eines Schwingquarzes.

Noch höhere Genauigkeiten realisiert man mit Atom-Frequenznormalen, den Atomuhren, bei welchen atomare Übergänge zwischen zwei langlebigen Energieniveaus der Energiedifferenz DE, die durch äussere elektrische und magnetische Felder nur wenig beeinflusst werden, zur Frequenzerzeugung genutzt werden. Gemäss der Planckschen Beziehung wird bei einem solchen Übergang ein Photon der Frequenz n = DE/h emittiert. Mit der Caesium-Atomuhr werden Genauigkeiten im Bereich von 10^-13, mit dem Wasserstoffmaser sogar bis zu 10^-15 erreicht.

Zeitsignale dieser Güte werden z.B. für das Satellitennavigationssystem GPS (Global Positioning System), aber auch in der Telekommunikation zur Datenübertragung benötigt.

Für Tonfrequenzen werden bei geringeren Genauigkeitsansprüchen als Frequenznormale häufig Stimmgabeln verwendet.