[發明專利]一種基于鑒頻鑒相器的高精度反饋式頻率測量裝置及方法

在審

• 申請號: 202111107112.3
• 申請日: 2021-09-22
• 公開（公告）號: CN113848384A
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發明（設計）人: 孫興林;譚新悅;吳豪杰;葉凌云
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01R23/06
• 分類號: G01R23/06;G06F1/02
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 劉靜

1.一種基于鑒頻鑒相器的高精度反饋式頻率測量裝置，其特征在于，包括基準信號模塊(1)、倍頻模塊(2)、FPGA(3)、DDS直接數字頻率合成器(4)、鑒頻鑒相器(5)和被測時頻信號(9)；

所述基準信號模塊(1)產生基準信號并分成兩路，一路信號連接到FPGA(3)并作為FPGA(3)工作的時鐘源，另一路信號連接到倍頻模塊(2)，對基準信號模塊(1)的信號倍頻后作為DDS直接數字頻率合成器(4)工作的時鐘源Fclk。

被測時頻信號(9)分成兩路信號，一路作為FPGA(3)的初步被測頻率，另一路信號連接到鑒頻鑒相器(5)，與DDS直接數字頻率合成器(4)直接合成的頻率信號進行鑒頻鑒相。

所述DDS直接數字頻率合成器(4)在FPGA(3)的控制下調整輸出頻率，首先FPGA(3)進行粗測得到被測信號fx，DDS直接數字頻率合成器(4)根據其粗測結果，通過頻率控制字M合成一個與被測信號fx接近的參考信號fx’；在鑒頻鑒相器(5)開啟后，DDS直接數字頻率合成器(4)在FPGA(3)的控制下，根據被測信號fx和DDS直接數字頻率合成器(4)自身合成的信號fx’鑒頻鑒相的差值，不斷調整DDS直接數字頻率合成器(4)的輸出頻率，直至達到穩定狀態，由FPGA(3)輸出此時的測量結果。

2.根據權利要求1所述的基于鑒頻鑒相器的高精度反饋式頻率測量裝置，其特征在于，該裝置還包括電荷泵(6)、低通濾波器(7)和AD轉換器(8)；所述電荷泵(6)接收鑒頻鑒相器(5)的輸出信號，產生參考信號與被測信號之間相位差的電流輸出信號，所述低通濾波(7)與電荷泵(6)的輸出連接，將電荷泵(6)輸出的電流信號轉換為電壓信號，并連接到AD轉換器(8)將模擬信號轉換為數字信號，傳遞給FPGA(3)；FPGA(3)輸出達到穩定狀態時的測量結果。

3.根據權利要求2所述的基于鑒頻鑒相器的高精度反饋式頻率測量裝置，其特征在于，所述FPGA(3)包括等精度測頻模塊(301)、精密測頻模塊(302)和頻率測量處理模塊(303)；所述等精度測頻模塊(301)接收被測時頻信號(9)的一路信號，進行粗測得到被測信號fx；所述精密測量模塊(302)與鑒頻鑒相器(5)、電荷泵(6)、低通濾波器(7)、AD轉換器(8)及DDS直接數字頻率合成器(4)組成一個負反饋系統，調整DDS直接數字頻率合成器(4)合成的參考信號fx’，直至達到穩定狀態，即在滿足誤差范圍內fx’＝fx，實現精測過程；所述頻率測量處理模塊(303)用于檢測等精度測頻模塊(301)的粗測完成信號，并開啟精密測量模塊(302)。