[發明專利]一種基于延遲線的絕對頻差測量方法及系統及裝置及介質

在審

• 申請號: 202011393938.6
• 申請日: 2020-12-03
• 公開（公告）號: CN112485519A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 朱蕓;曹林;李旭
• 申請（專利權）人: 成都市精準時空科技有限公司
• 主分類號: G01R23/02
• 分類號: G01R23/02;H03B5/04
• 代理公司: 成都云縱知識產權代理事務所(普通合伙) 51316
• 代理人: 熊曦;陳婉鵑

本發明公開了一種基于延遲線的絕對頻差測量方法及系統及裝置及介質，所述方法包括：本地晶振產生輸出信號；對輸出信號進行分頻處理，獲得周期位于延遲線測量器件測量范圍的脈沖信號；通過延遲線測量器件對分頻后的脈沖信號進行脈沖周期的測量，獲得頻率偏差值；基于延遲線測量器件輸出的頻率偏差值，生成對應的控制輸出；將控制輸出轉換為本地晶振實際的頻率控制量；基于頻率控制量對本地晶振的輸出頻率進行控制，補償本地晶振輸出信號的偏差；本發明能夠補償本地晶振輸出信號的偏差，且補償精度較高。

技術領域

本發明涉及時頻設備信號處理領域，具體地，涉及一種基于延遲線的絕對頻差測量方法及系統及裝置及介質。

背景技術

在時頻設備的守時過程中，即外部沒有GPS/BDS或其他信源提供參考時鐘(例如：秒脈沖)時，本地晶振將由于本身的老化特性或溫度特性出現頻率漂移。為了在無外部參考時鐘時穩定正常的輸出本地頻率信號，需要對晶振的頻率偏移進行補償。

傳統的補償方式一般分為兩個步驟：

步驟1：通過長時間有外部參考時鐘源的情況下，對本地晶振老化參數或溫度參數進行記錄；

步驟2：在無外部參考源的情況下，根據步驟1中記錄的數據，擬合出老化曲線并進行補償；

上述方式存在一個明顯的問題，即：擬合曲線與實際曲線存在一定的偏差，當間隔長時間，例如3天以上進行處理時，擬合曲線補償無法達到所需要的精度。

發明內容

為了解決傳統補償方式存在的精度不足的問題，本發明提供了一種基于延遲線的絕對頻差測量方法及系統及裝置及介質。

為實現上述目的，本發明提供了一種基于延遲線的絕對頻差測量方法，所述方法包括：

本地晶振產生輸出信號；

對輸出信號進行分頻處理，獲得周期位于延遲線測量器件測量范圍的脈沖信號；

通過延遲線測量器件對分頻后的脈沖信號進行脈沖周期的測量，獲得頻率偏差值；

基于延遲線測量器件輸出的頻率偏差值，生成對應的控制輸出；

將控制輸出轉換為本地晶振實際的頻率控制量；

基于頻率控制量對本地晶振的輸出頻率進行控制，補償本地晶振輸出信號的偏差。

其中，本方法導入一種在無外部參考時鐘的情況下，通過分頻輸出-延遲線脈沖寬度-偏差補償三個步驟，對本地晶振的頻率進行獨立測量，并補償晶振頻率的方法，避免了傳統采用采用擬合曲線與實際曲線進行比較的缺陷，提高了本地晶振頻偏補償的精度。

本方法將本地晶振的頻率偏移轉換為一種可進行獨立測量的信號，再通過對該信號的測量，提取出頻率的偏差。

由于延遲線測量器件采用電路延遲測量的方式進行時延測量，其測量過程獨立于本地晶振的特性。特別的，超聲中使用的高分辨率脈沖間隔測量器件(如TDC-GP21)，具有非常好的測量精度(可以達到1ps分辨力)，可以滿足頻偏1ppb以上晶振的頻率監控。

優選的，本方法中本地晶振的標稱輸出頻率為f₀，周期T₀，本地晶振的輸出存在頻率偏移Δf，對應一個周期內存在ΔT的偏差，頻偏系數F_{oc_delta}＝Δf/f₀，對應到時域，即F_{oc_delta}＝ΔT/T₀。

優選的，本方法中通過分頻處理生成周期位于延遲線測量范圍的脈沖信號，脈沖信號周期為T_div，T_div＝T×N，其中，T為原周期，N為分頻系數，脈沖信號一個周期的時間偏差為ΔT_div＝ΔT×N。