采用頻差倍增法的高精度時(shí)域頻率穩(wěn)定度測(cè)量?jī)x的研制.pdf

1、頻率測(cè)量技術(shù)由來(lái)己久，是一門(mén)涉及多學(xué)科理論和多項(xiàng)技術(shù)領(lǐng)域的學(xué)科，在人類(lèi)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步中發(fā)揮至關(guān)重要的作用。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，對(duì)頻率技術(shù)也提出了更高的要求，尤其是電子通信技術(shù)的飛速發(fā)展，導(dǎo)航、導(dǎo)彈、雷達(dá)、空間探索以及宇宙飛行工作的開(kāi)展，需要有高穩(wěn)定度高精度的頻率源如原子頻標(biāo)、石英晶體振蕩器以及頻率合成器。
　　 對(duì)于頻率源來(lái)說(shuō)，頻率穩(wěn)定度是非常重要的指標(biāo)，近三十多年來(lái)，頻率穩(wěn)定度測(cè)量所達(dá)到的指標(biāo)越來(lái)越高。然而在測(cè)量精度與儀器

2、的成本，復(fù)雜程度和應(yīng)用條件之間存在著矛盾，具有高精度，低成本，和簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的測(cè)量?jī)x器備受歡迎。我們的主要目的也就是研究滿(mǎn)足這樣一種要求的測(cè)量系統(tǒng)，具有較高測(cè)試精度，同時(shí)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低，方便應(yīng)用的頻率穩(wěn)定度測(cè)試儀。
　　 本文首先對(duì)國(guó)內(nèi)外頻率穩(wěn)定度測(cè)量技術(shù)的發(fā)展做了概述，然后詳細(xì)介紹了頻率穩(wěn)定度的時(shí)域和頻域表征形式，接著探究了五種影響頻率穩(wěn)定度的噪聲，然后分析了各種頻率穩(wěn)定度測(cè)量的優(yōu)劣，本論文采用的是頻差倍增法。該測(cè)量方法測(cè)

3、量結(jié)果采用計(jì)數(shù)器來(lái)顯示，完成信號(hào)取樣方差的測(cè)量，是一種比較測(cè)量法。直接的頻差倍增法對(duì)頻標(biāo)的頻率穩(wěn)定度和準(zhǔn)確度測(cè)量達(dá)不到高精度，為了達(dá)到測(cè)量精度的要求，于是采用“頻差-倍增”，這種方法將頻差也就是不穩(wěn)定值△f廠(chǎng)和被測(cè)信號(hào)經(jīng)倍增器擴(kuò)大，再用計(jì)數(shù)器測(cè)量處理過(guò)的信號(hào)。在此基礎(chǔ)上提出系統(tǒng)的原理框架。本測(cè)量系統(tǒng)是一種基于單片機(jī)計(jì)數(shù)和控制的高精度頻率穩(wěn)定度測(cè)量系統(tǒng)。
　　 接下來(lái)介紹了系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，詳細(xì)介紹了各個(gè)硬件模塊的設(shè)計(jì)過(guò)程，從芯片的