[實用新型]周期法頻率穩定度和精度測試儀

無效

• 申請號: 00217691.2
• 申請日: 2000-05-19
• 公開（公告）號: CN2420618Y
• 公開（公告）日: 2001-02-21
• 發明（設計）人: 林傳富;蔡勇;張仁煥
• 申請（專利權）人: 上海天文科技發展有限公司
• 主分類號: G01D21/00
• 分類號: G01D21/00
• 代理公司: 上海華東專利事務所
• 代理人: 張澤純

本實用新型涉及頻率穩定度和精度測量，特別是一種周期法頻率穩定度和精度測試儀。

頻率穩定度的測量技術是用來鑒別頻率源的信號質量指標的一種重要技術，針對高精度的頻率源，如原子頻標，其短穩在10^-13/τ(τ為取樣時間)，它的頻率穩定度的測量就顯得比較困難。就目前，主要有頻差倍增，相位比較，雙混頻時差等技術，但這些技術往往不是電路較復雜體積較大，就是精度不高，很難滿足現在的頻率穩定度的測量工作。

本實用新型的目的就是提供一種周期法頻率穩定度和精度測試儀，使測量精度更高，更可靠，更經濟。

本實用新型的目的是這樣實現的：一種周期法頻率穩定度和精度測試儀，其特點在于它包括：儀器箱，該儀器箱上有參考頻標、待測頻標和外頻標輸入口、綜合器開關、電源開關、顯示區和采樣時間開關；一路頻標10MHz信號經低噪聲緩沖放大區(A1)由變壓器浮地輸出，再連接到9倍頻器的輸入端，得到90MHz信號，該信號一路送直接數字頻率綜合器(DDS)產生(10M+f_b)Hz信號，接混頻器(F2)的射頻端RF)，另一路經放大器(A2)輸入混頻器(F2)的本振端(L0)，混頻器(F2)的中頻端輸出，經100MHz帶通濾波器和放大器(A5)的濾波和放大，得到(100M+f_b)Hz信號，輸入混頻器(F4)的射頻端(RF)；另一路頻標10MHz信號經低噪聲緩沖放大器(A3)放大由變壓器浮地輸出，經10倍頻器得到100MHz信號，經放大器(A4)放大輸入混頻器(F4)的本振端(L0)；由混頻器(F4)的中頻端(IR)輸出的信號，經低通濾波和直流放大獲得fb?Hz差拍信號，經超高速過零電壓比較器整成非常陡峭前沿的方波送內部時間測量計數器；外頻標10MHz方波輸入計數器作頻標；顯示區采和七位高亮度數碼管構成。所說的外頻標輸入口至內部時間測量計數器之間還有數字時延倍頻器，它主要由高速開關管、單穩觸發器、異或門、觸發器構成；所說的顯示區采用七位高亮度數碼管構成，由兩片集鎖存、譯碼、驅動、掃描、時鐘于一體的集成發光二極管顯示驅動器來驅動；所說的低噪聲緩沖放大器(A1)或(A3)之前還有混頻器(F1)或(F3)，當頻標(5MHz)信號連接于該混頻器(F1)或(F3)的中頻端(IF)和射頻端(RF)，則從本振端(L0)即可獲得兩倍頻信號(10MHz)；所說的內部時間測量計數器的單片微處理器也可通過RS-232串行接口將實時數據或結果送到其他微機系統進行計算或對結果進行判斷；所說的一路頻標為待測頻標，則另一路頻標則為參考頻標。

本實用新型的優點是：

1、由于本實用新型采用了直接數字頻率合成和混頻相結合的技術，因此系統大為簡化，本實用新型的體積僅為已有的普通測量裝置的約1/10，重量輕。

2、測試精度高，穩定度的自校精度比國外儀器提高1個數量級，例如10毫秒的穩定度達7E-12，1000秒的穩定度為2E-15。

校頻精度達1E-12。

3、儀器配置了良好的軟件，測試過程自動化，也可以通過其他計算機進行遙控測試。

下面結合較佳實施例及其附圖對本實用新型作進一步說明。

圖1是本實用新型實施例的儀器箱的主視圖。

圖2是本實用新型實施例的儀器箱的俯視圖。

圖3是本實用新型實施例的儀器箱的后視圖。

圖4是本實用新型實施例的電路框圖。

圖5是本實用新型實施例的數字倍頻電路圖。

圖6是本實用新型實施例的測試流程圖。

圖中：

1-電源開關及指??????2-顯示區

3-綜合器開關????????4-采樣時間開關

5-電源輸入端????????6-外頻標輸入端

7-差拍信號輸出端????8-通訊備口

9-通訊主口

被測頻標與參考頻標，為了進行高精度的頻率穩定度測量，我們將其倍增到100MHz上進行比對。為了得到差拍，又需將一路頻標調偏，目前調偏主要有兩種方式，一種為通過多級混頻與分頻的方式得到所需的拍頻信號，這種方式往往電路較復雜以至成本較高，另一種則采用綜合器來調偏，但這種系統的精度取決于綜合器的好壞。這里我們采用了直接數字頻率合成(DDS)和混頻相結合的技術，使系統大為簡化且保證了測試的高精度。