數(shù)字化多頻點頻標比對測量系統(tǒng)的研制.pdf

1、頻率標準（簡稱頻標）是指具有較高準確度、單一頻率值正弦波信號輸出功能的裝置，它們的頻率值大都是10MHz或5MHz。目前對頻率標準的使用需求越來越多，主要體現(xiàn)在大地測量、衛(wèi)星導航、郵電通訊、高速鐵路運輸?shù)阮I(lǐng)域，這些領(lǐng)域?qū)τ陬l率標準的穩(wěn)定度和準確度要求也越來越高，進而對頻率標準的精確測量有著更高要求。因此，針對頻標比對測量方法的研究及其系統(tǒng)研制具有重要的工程實用意義。
　　目前高精度頻標比對測量系統(tǒng)通常采用雙混頻時差法，此方法難以避

2、免由于使用計數(shù)器以及過零點時受到噪聲干擾而導致的測量誤差。同時，由于固定頻點公共振蕩器的限制，導致傳統(tǒng)雙混頻時差法不能靈活地測量多個頻點的頻率標準信號。本論文提出一種數(shù)字化多頻點頻標比對測量系統(tǒng)設(shè)計方案，即利用可變頻點的偏差頻率源替代傳統(tǒng)雙混頻時差法系統(tǒng)方案中固定頻點的公共振蕩器，使系統(tǒng)具有多頻點比對測量的功能。通過上位機驅(qū)動采集卡在實現(xiàn)同步采樣的前提下，將兩路低頻弦波信號離散數(shù)字化，再使用相關(guān)法測量相位差，避免傳統(tǒng)雙混頻時差法中使用計

3、數(shù)器導致正負一個字的計數(shù)誤差。
　　本文研制了多頻點正弦差拍器，配合高精度的多通道同步數(shù)據(jù)采集卡設(shè)計實現(xiàn)了系統(tǒng)的硬件平臺，同時基于LabWindows/CVI設(shè)計開發(fā)系統(tǒng)軟件，實現(xiàn)了待測頻率標準與參考頻率標準之間相位差數(shù)據(jù)的實時準確測量、顯示和保存。設(shè)計了系統(tǒng)測試方案，搭建實驗平臺測量了系統(tǒng)通道時延、驗證了系統(tǒng)多頻點的功能性以及測量準確度。將連續(xù)保存的數(shù)據(jù)利用阿倫方差進行穩(wěn)定度分析可得，系統(tǒng)本底噪聲典型值為2.81E-12/s，即