[發明專利]基于重合脈沖計數的異頻雙相位重合檢測系統及方法

無效

• 申請號: 201310066419.2
• 申請日: 2013-03-01
• 公開（公告）號: CN103176045A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 董紹鋒;胡為;杜保強;周渭;屈八一;詹勁松;秦紅波;史琳;李辰
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01R25/00
• 分類號: G01R25/00;G01R23/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于時頻測控技術領域，尤其涉及一種基于重合脈沖計數的超高分辨率異頻雙相位重合檢測系統及方法。

背景技術

時間頻率量的測量和比對在時頻測控技術領域中具有很重要的地位。隨著頻率基標準器的準確度和穩定度的不斷提高，對相應的測量比對技術提出了更高的要求。目前，高性能指標的頻標系統普遍達到10^-14/τ的頻率穩定度和1×10^-16以上的測量準確度，沒有與頻標技術的提高相匹配的測量技術這些高分辨率的測量和比對就無從實現。相位重合檢測是時間頻率量的測量和比對的關鍵技術，相位重合檢測的精度很大程度上決定了測量和比對的精度。時頻信號的測量和比對通常是在某一個確定的比對時間間隔內進行的，即測量閘門，參考測量閘門一般由系統設定。在實際測量比對中，通常用兩個比對信號間的相鄰的兩個相位重合點間的時間間隔來構成實際的測量閘門，這樣有利于消除測量比對中的計數誤差，從而提高測量比對精度。時頻測量技術發展是和相位重合檢測技術的提高和應用面的擴大而同步進行的。其中不但包括了精密頻率信號之間的比對，而且也包括了寬頻率范圍的從幾乎直流、射頻、微波甚至到光頻的測量。深入研究不同頻率信號間的相位重合檢測方法，不僅使我們對時間頻率本身，而且對掌握其它物理量及其測量都是有益的。尤其在科學技術的各個學科、分支互相滲透、互相影響的情況下，深入研究和掌握時間及頻率，對科學技術其它領域的工作會帶來許多有益的幫助。

對時頻信號的測量和比對中的相位重合檢測，使用最多的與門法，即將兩路比對信號的沿脈沖信號通過與門的方法，具體的做法是將兩路比對信號整形為方波，分別將兩路方波信號做一定的可調延時后通過非門取反，然后將延時取反后的同頻信號與原信號通過與門求與，得到兩路比對信號的沿脈沖信號，最后再將上述兩沿脈沖信號通過與門求與，最終得到兩路比對信號的相位重合檢測脈沖。這里，兩路比對信號的沿脈沖可以是上升沿窄脈沖，也可以是下降沿窄脈沖。

但是，實際相位重合檢測電路中，由于提取出的沿窄脈沖信號并不是無限的窄，而且窄脈沖高低電平的轉換也有一定的延時，因此相位重合檢測電路的輸出是由許多個窄脈沖組成的一簇重合點檢測脈沖。在高于電路觸發門限的時候，任何一個相位重合檢測脈沖都有可能觸發測量閘門的開啟或關閉。

另一種常見的相位重合檢測電路是D觸發器法，即將兩路測量比對信號整形為窄脈沖后送入D觸發器的輸入端和時鐘端，利用D觸發器的消除了出現多個相位重合脈沖的情況。美國安捷倫公司生產的高精度時間間隔通用計數器5370B采用的就是該方法。

現有方法存在一個共同的缺點，即電子線路存在響應分辨率的問題，一般為納秒或百皮秒量級，在兩路測量比對信號相位差比較小的情況下，如果任何一路測量比對信號或兩路測量比對同時存在相位噪聲或觸發誤差，都會對相位重合檢測輸出脈沖造成比較大的影響，使得最終的相位重合檢測存在相位偏差，從而導致整個測量比對系統的精度大大降低。現有的相位重合檢測方法都不能從根本上消除這種由于相位噪聲和觸發誤差造成的相位重合檢測誤差，更無法對這種相位重合檢測誤差進行修正。

發明內容

針對上述問題，本發明實施例的目的在于提供一種基于重合脈沖計數的超高分辨率異頻雙相位重合檢測方法。

本發明實施例是這樣實現的，一種基于重合脈沖計數的超高分辨率異頻雙相位重合檢測系統，該系統包括異頻信號相位重合預檢測及相位重合脈沖群產生電路和雙相位重合檢測相位偏差修正電路和門時產生電路；

異頻信號相位重合預檢測電路及相位重合脈沖群產生結構為：

可調延時模塊，與非門相連接，用于對輸入的方波信號進行可調節的延時處理；

非門，與可調延時模塊、與門相連接，用于對輸入的方波信號實現取反處理；

至少一個與門，用于將輸入的信號求與，從而得到方波的沿脈沖信號，將多路比對信號經處理后得到的沿脈沖信號求與從而得到多路比對信號的相位重合檢測脈沖群；

雙相位重合檢測相位偏差修正電路結構為：

整形模塊，與相位重合預檢測及相位重合脈沖群產生電路相連接，兩路比對信號輸入系統時首先通過的模塊，用于對此兩路比對信號進行整形處理，使之形成方波；

相位重合預檢測及相位重合脈沖群產生模塊，與整形模塊、相位重合檢測相位偏差修正模塊相連接，用于將輸入的兩路異頻方波信號進行處理后，初步得到所需要的相位重合檢測脈沖群；