[實用新型]一種時域測量系統

有效

• 申請號: 201720819156.1
• 申請日: 2017-07-07
• 公開（公告）號: CN207964942U
• 公開（公告）日: 2018-10-12
• 發明（設計）人: 羅會容
• 申請（專利權）人: 江漢大學
• 主分類號: G01R23/02
• 分類號: G01R23/02
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 彭艷君

本實用新型涉及時域測量技術，具體涉及一種時域測量系統，包括被測頻率源、歸一化模塊、VCXO、頻率測量儀、單片機、補償模塊和PC；被測頻率源連接歸一化模塊，歸一化模塊分別與VCXO、頻率測量儀、單片機相連，單片機分別與頻率測量儀、補償模塊相連，頻率測量儀分別與VCXO、PC相連。該系統克服了被測頻率源的頻率在進入測量儀時有范圍限制以及外部參考時鐘本身的頻率不穩定給系統測量帶來誤差的缺陷。能夠提供穩定的參考時鐘信號，降低了測量誤差；增加了進入測量儀的被測頻率源的頻率范圍。

技術領域

本實用新型屬于時域測量技術領域，尤其涉及一種時域測量系統。

背景技術

時域頻率信號的頻率穩定性評價是時頻研究工作的一個重要方面。

對于一個信號源而言，其輸出信號通常用下式表達：

其中，a(t)表示信號源輸出信號隨時間的隨機幅度起伏，表示信號源輸出信號的相位(即頻率)隨時間的隨機起伏，Δ·t表示信號源輸出信號的頻率隨時間的微小單向變化，稱之為頻率漂移，現在比較好的VCXO一般在幾×10^-12－×10^-14量級。

Δ·t源于信號源內部隨時間的老化，形成的輸出頻率單向變化。

源于組成信號源的各部件噪聲對整機頻率穩定度的貢獻，通常認為，組成信號源的各部件噪聲引起的整機輸出頻率起伏是各態歷經的，因此它可以用隨機統計理論中的方差表征。

早期人們用相對頻偏起伏的標準方差來表征信號源的頻率穩定度。若令f₀為信號源的平均頻率，則在取樣時間τ內，輸出頻率的相對頻偏為：

研究表明，對于各類信號源輸出信號而言，其輸出頻率的相對頻偏起伏量y_τ(t)的大小、快慢受冪律譜噪聲模型中所列的5種噪聲的影響，冪律譜噪聲模型為：

式中α＝－2，－1,0，1,2；0＜f＜f_h，h_α為常數，大小隨具體的信號源而定；f_h為系統的高截止頻率。

實際使用表明，被測頻率源的頻率在進入測量儀時有范圍限制，這是缺陷之一；其次外部參考時鐘本身的頻率不穩定也會給系統測量帶來誤差。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種頻率穩定的測量裝置，減少了進入測量儀的被測頻率源頻率范圍的限制。

為實現上述目的，本實用新型采用的技術方案是：一種時域測量系統，包括被測頻率源、歸一化模塊、VCXO、頻率測量儀、單片機、補償模塊和PC；被測頻率源連接歸一化模塊，歸一化模塊分別與VCXO、頻率測量儀、單片機相連，單片機分別與頻率測量儀、補償模塊相連，頻率測量儀分別與VCXO、PC相連。

在上述的時域測量系統中，歸一化模塊包括第一隔離放大器，第一DDS分頻率單元，第二DDS分頻率單元；第一隔離放大器分別與第一DDS分頻率單元和頻率測量儀連接，第一DDS分頻率單元連接單片機，第二DDS分頻率單元分別與單片機和頻率測量儀連接。

在上述的時域測量系統中，單片機通過RS232串行接口與PC端通訊連接。

在上述的時域測量系統中，第二DDS分頻率單元包括第二隔離放大器、DDS2、第一走時計數器、第一鎖存器、DDS3、低通濾波模塊；第二隔離放大器分別與DDS2和DDS3連接，DDS2分別連接第一走時計數器和單片機，第一走時計數器連接第一鎖存器，DDS3分別連接低通濾波模塊和單片機，第一鎖存器與單片機連接。