[發(fā)明專利]一種高精度頻域穩(wěn)定度的測量裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611182752.X
• 申請日: 2016-12-19
• 公開（公告）號: CN106841777A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 雷海東
• 申請（專利權(quán)）人: 江漢大學(xué)
• 主分類號: G01R23/12
• 分類號: G01R23/12
• 代理公司: 北京華沛德權(quán)律師事務(wù)所11302
• 代理人: 房德權(quán)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及塔機(jī)控制領(lǐng)域，特別涉及一種高精度頻域穩(wěn)定度的測量裝置及方法。

背景技術(shù)

頻率穩(wěn)定度是衡量一臺時鐘信號源輸出頻率信號穩(wěn)定性的重要指標(biāo)。在各種頻率源中，尤其是對于晶體振蕩器來說，穩(wěn)定度問題是最使人們關(guān)注的問題，它表示對于頻率穩(wěn)定度的保持能力。對于穩(wěn)定度不好的頻率源來說，準(zhǔn)確度調(diào)得再高也是沒有意義的。但是現(xiàn)有技術(shù)中時域頻率信號測量范圍較窄、測量精度不高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種高精度頻域穩(wěn)定度的測量裝置及方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中時域頻率信號測量范圍較窄、測量精度不高的技術(shù)問題，達(dá)到了提高測量精度及測量頻率范圍的技術(shù)效果。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種高精度頻域穩(wěn)定度的測量裝置，所述測量裝置包括：頻率切換模塊、參考源模塊、相位比較模塊、高分辨率計數(shù)模塊、中央處理器及分頻模塊；

所述頻率切換模塊包括二級處理模塊，所述頻率切換模塊用于在以所述參考源模塊為時基下將被測的時域信號轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的1KHz的第一頻率信號，并分別送至所述二級處理模塊、高分辨率計數(shù)模塊，所述二級處理模塊用于對接收到的第一頻率信號處理并輸出100Hz的第二頻率信號至所述相位比較模塊；

所述分頻模塊用于對所述參考源模塊的信號頻率進(jìn)行分頻處理，輸出采樣時間信號至所述相位比較模塊；

所述相位比較模塊用于對接收到的第二頻率信號和所述采樣時間信號進(jìn)行相位比較，獲得相位差數(shù)據(jù)，并將所述相位差數(shù)據(jù)發(fā)送至所述中央處理器，所述所述中央處理器處理獲得被測的時域信號的信號頻率長期穩(wěn)定度指標(biāo)。

優(yōu)選的，所述高分辨率計數(shù)模塊用于在所述參考源模塊中的高短穩(wěn)指標(biāo)時鐘源作外部參考下，將接收到的所述頻率切換模塊發(fā)送的第一頻率信號的頻率計數(shù)測量，并將測量結(jié)果送至中央處理器，所述中央處理器處理獲得被測的時域信號的信號頻率短期穩(wěn)定度指標(biāo)。

優(yōu)選的，所述頻率切換模塊還包括走時計數(shù)模塊、第一DDS模塊及PLL鎖相環(huán)模塊；所述走時計數(shù)模塊與所述中央處理器電連接，所述走時計數(shù)模塊用于在所述參考源模塊提供的外部時鐘參考作用下對所述被測的時域信號進(jìn)行頻率測量，并將測量值發(fā)送至所述中央處理器，所述中央處理根據(jù)所述測量值發(fā)送頻率命令控制至所述第一DDS模塊，所述第一DDS模塊在所述外部時鐘參考作用下對送來的被測的時域信號按照所述頻率命令控制改寫內(nèi)部頻率寄存器，使其輸出一整數(shù)頻率值的整數(shù)頻率信號。

優(yōu)選的，所述二級處理模塊包括第一隔離放大器、第二DDS模塊、第三DDS模塊、走時計數(shù)器、鎖存器、濾波模塊；所述第二DDS模塊與所述第三DDS模塊并聯(lián)連接后，與所述第一隔離放大器串聯(lián)連接；所述第二DDS模塊、走時計數(shù)器及鎖存器依次串聯(lián)連接后，與所述中央處理器連接；所述第三DDS模塊分別與所述中央處理器、濾波模塊連接。

優(yōu)選的，所述第一頻率信號經(jīng)過所述第一隔離放大器后輸送至所述第二DDS模塊的外部時鐘輸入端，以作為所述第二DDS模塊工作時的參考時鐘，所述第二DDS模塊和所述第三DDS模塊的外部通訊端口連接至中央處理器；所述中央處理器根據(jù)所述分頻模塊中式計算得到的分頻數(shù)值通過串行通訊時序?qū)懭氲诙﨑DS模塊的緩存區(qū)，經(jīng)過所述第二DDS模塊1/100分頻處理后的第三頻率信號送至走時計數(shù)器進(jìn)行粗頻率測量。

優(yōu)選的，第一頻率信號經(jīng)過所述第一隔離放大器后輸送至所述第三DDS模塊的外部時鐘輸入端，作為所述第三DDS模塊工作時的參考時鐘；所述第三DDS模塊的外部通訊端口與所述中央處理器連接；所述中央處理器通過串行通訊時序?qū)⑺玫木唧w分頻數(shù)值寫入所述第三DDS模塊的緩存區(qū)，經(jīng)所述第三DDS模塊后得到100Hz的頻率信號，將所得的頻率信號再送至低通濾波模塊后得到100Hz的第二頻率信號輸出至所述相位比較模塊。

優(yōu)選的，所述分頻模塊包括第二隔離放大器、第三DDS模塊；所述參考源模塊的信號頻率送至所述第三DDS模塊的外時鐘輸入端，并作為所述第三DDS模塊的外部參考時鐘；所述第三DDS模塊的外部通訊端口與所述中央處理器連接，以接收所述中央處理器的控制字命令及雙向的數(shù)據(jù)傳輸。

優(yōu)選的，所述相位比較模塊具體是相位差的采集模塊，通過將接收到的所述頻率切換模塊發(fā)送的第二頻率信號和接收到的分頻模塊發(fā)送的采樣時間信號至單片機(jī)的引腳P1.3和引腳P1.4端，將所述單片機(jī)的引腳P1.6輸出直接作為比相后積分電路電平輸入端。