本發(fā)明專利技術(shù)公開了基于中介源游標法的超高分辨率相位同步檢測方法，用頻率標準產(chǎn)生兩個比對或同步信號f1和f2，兩信號頻率相同，但f2經(jīng)時延和f1具有一定的相位差Δt。用另一頻率標準產(chǎn)生中介源頻率fc，使其周期大于信號f1和f2的周期。將fc與f1送入相位同步檢測電路I，它們的相位重合點作為開門信號即開啟閘門；將fc與f2送入相位同步檢測電路II，它們的相位重合點作為關(guān)門信號即關(guān)閉閘門；實際的閘門是fc與f1之間的相位重合點與fc與f2之間的相位重合點這兩個重合點之間的時間間隔，在閘門時間內(nèi)對中介源頻率fc進行計數(shù)，將計數(shù)結(jié)果Nc送入單位片機處理，最終顯示f1和f2之間的相位差測量結(jié)果即相位同步結(jié)果。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種，屬于時頻測控
技術(shù)介紹
時間頻率量的測量和比對在時頻測控
中具有很重要的地位。隨著頻率基標準器的準確度和穩(wěn)定度的不斷提高，也對相應(yīng)的測量比對技術(shù)提出了更高的要求。沒有與頻標技術(shù)的提高相匹配的測量技木，目前的10_14/τ的頻率穩(wěn)定度指標和為了檢測頻率基準所要求的I X 10_16以上的準確度測量的分辨率就無從實現(xiàn)。現(xiàn)代通訊、儀器儀表、導(dǎo)航、空間技術(shù)和電子技術(shù)則需要頻率測量覆蓋的范圍寬，響應(yīng)時間快。時頻測量技術(shù)發(fā)展是和頻率源精度的提高和應(yīng)用面的擴大而同步進行的。其中不但包括了精密頻率信號之間的比對，而且也包括了寬頻率范圍的從幾乎直流、射頻、微波甚至到光頻的測量。深入了解時間頻率計量的標準和方法不僅使我們對時間頻率本身，而且對掌握其它物理量及其測量都是有益的。尤其在科學技術(shù)的各個學科、分支互相滲透、互相影響的情況下，深入研究和掌握時間及頻率，對科學技術(shù)其它領(lǐng)域的工作會帶來許多有益的幫助。高精度的頻率標準，一般是具有某些特定頻率標稱值的標準頻率源，如現(xiàn)在常用的頻率標準的頻率標稱值一般是10ΜΗΖ、5ΜΗζ、2. 5ΜΗζ、1ΜΗΖ和IOOkHz等等。用于頻率標準之間比對、測量的方法及設(shè)備，要求具有比普通頻率信號的測量方法及設(shè)備高的多的測量分辨率和精度。而且對于某些頻率標準的特殊指標來說，對測量方法及設(shè)備在測量速度、測量設(shè)備的帶寬等指標方面，均提出了一定要求。另外，由于頻率標準之間的比對往往是針對特定的頻率值的，所以這種比對又較之任意頻率值的測量具有其他ー些特點。就這一方面來說，頻標的比對又對相應(yīng)的測量設(shè)備，也提供了一個比較方便的條件。對于頻率源的準確度及長期指標的比對，使用最多的是相位比對的方法。而在其穩(wěn)定度的時疇比對中，許多傳統(tǒng)的比對方案還在使用，如頻差倍増、雙混頻時差法等，但是設(shè)備的エ藝和線路設(shè)計有所改進。對頻率源的相位噪聲的頻疇測量中，松鎖相回路法和緊鎖相回路法也還沒有失去其在精度上的先進性。按照各種不同的頻率測量方法的比較，直接計數(shù)的方法具有簡單的結(jié)構(gòu)和很寬的頻率測量范圍，但是由于存在著±1個數(shù)的計數(shù)誤差，測量精度是不高的。針對這個誤差的技術(shù)改進，模擬內(nèi)插、游標法、寬帶相位重合檢測以及借助于短時間間隔電容充電與高速A/D轉(zhuǎn)換的測量方法都是現(xiàn)行被廣泛應(yīng)用的技木。這些方法主要是針對寬頻率范圍的頻率測量而應(yīng)用的。其中，設(shè)計優(yōu)良的儀器在寬頻率范圍內(nèi)的測量分辨率能夠達到10_η/ τ。在頻標比對中，相位比對法、拍頻法和雙混頻器時差測量的方法都具有高的比對精度，但是它們的測量范圍全都很窄。其中，相位比對法常常被用于頻標準確度和長期指標的比對，但是也很有希望被用于短期穩(wěn)定度指標的測量，后兩種比對方法主要用于短期穩(wěn)定度的比對。從比對精度來看，在短穩(wěn)比對方面，拍頻法、雙混頻器時差法以及以頻差倍増為基礎(chǔ)的方法都有可能獲得優(yōu)于1Χ10_13/τ的測量分辨率。因此，能在寬頻率范圍內(nèi)實現(xiàn)高精度頻標比對的方法非常值得研究。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種。—種，包括以下步驟用頻率標準產(chǎn)生兩個比對或同步信號も和f2，兩信號頻率相同，但f2經(jīng)時延和も具有一定的相位差A(yù)t。用另ー頻率標準產(chǎn)生中介源頻率f。，使其周期大于信號も和f2的周期。將f。與も送入相位同步檢測電路I，它們的相位重合點作為開門信號即開啟閘門；將f。與f2送入相位同步檢測電路II，它們的相位重合點作為關(guān)門信號即關(guān)閉閘門；實際的閘門是f。與も之間的相位重合點與f。與f2之間的相位重合點這兩個重合點之間的時間間隔，在閘門時間內(nèi) 對中介源頻率f。進行計數(shù)，將計數(shù)結(jié)果N。送入單位片機處理，最終顯示和f2之間的相位差測量結(jié)果即相位同步結(jié)果。精密相位測量在精密頻率控制、頻率源的同步測控以及精密距離測量中有重要作用。目前，優(yōu)于Ips分辨率的要求也被提了出來。“”從原理上采用的是“浮動游標法”，它是在兩個比對的頻率標稱值相同信號之間引入另ー個和兩個信號頻率相關(guān)的有差值且不能成倍數(shù)關(guān)系的值。這樣使兩比對信號間的微小相位差轉(zhuǎn)換成與中介源頻率重合點間的時間間隔值。At = NcXPdΔ t是兩頻率標值相等的比對或相位同步イ目號も和f2之間的相位差值，N。是在實際閘門內(nèi)(開門和關(guān)門之間的時間間隔)對中介源頻率的計數(shù)值，Pd是中介源信號周期與も或f2信號的周期之差。分辨率=中介頻率與比對信號之間的周期差值本文所述方法能達到O. Ips的分辨率。只是這種方法在相位差值越小的情況下分辨率越高，隨著相位差值的增加會影響到測量的分辨率。但是即使這樣，高的分辨率依然比目前其它頻標比對方法更好。附圖說明圖I為基于中介源游標法的超高分辨率相位同步檢測原理；圖2為系統(tǒng)原理圖。具體實施例方式以下結(jié)合具體實施例，對本專利技術(shù)進行詳細說明。參考圖1，圖I為基于中介源游標法的超高分辨率相位同步檢測原理，圖I中も和f2是兩比對的頻標信號，Λ t是他們的相位差值，fc是中介源頻率，Nc是中介源頻率的計數(shù)值，t是測量閘門。參考圖2，圖2為系統(tǒng)原理圖，用頻率標準產(chǎn)生兩個比對或同步信號も和f2，兩信號頻率相同，但f2經(jīng)時延和も具有一定的相位差A(yù)t。用另ー頻率標準產(chǎn)生中介源頻率f。，使其周期大于信號も和f2的周期。將f。與も送入相位同步檢測電路I，它們的相位重合點作為開門信號即開啟閘門；將f。與f2送入相位同步檢測電路II，它們的相位重合點作為關(guān)門信號即關(guān)閉閘門；實際的閘門是f。與も之間的相位重合點與f。與f2之間的相位重合點這兩個重合點之間的時間間隔，在閘門時間內(nèi)對中介源頻率f。進行計數(shù)，將計數(shù)結(jié)果N。送入單位片機處理(八セ=凡\匕，其中Pd是f。與も或f2之間的周期差值。)，最終顯示も和f2之間的相位差測量結(jié)果即相位同步結(jié)果。相位同步的分辨率取決于f。與も或f。與f2之間的周期差值，本方案能消除±1個計數(shù)誤差，很容易達到O. I皮秒的分辨率，且系統(tǒng)性能穩(wěn)定。本方案能直接實現(xiàn)任意信號之間的相位同步，無需頻率歸一化，具體實驗數(shù)據(jù)如表I所示。表I頻標比對實驗結(jié)果本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種基于中介源游標法的超高分辨率相位同步檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：用頻率標準產(chǎn)生兩個比對或同步信號f1和f2，兩信號頻率相同，但f2經(jīng)時延和f1具有一定的相位差△t。用另一頻率標準產(chǎn)生中介源頻率fc，使其周期大于信號f1和f2的周期。將fc與f1送入相位同步檢測電路I，它們的相位重合點作為開門信號即開啟閘門；將fc與f2送入相位同步檢測電路II，它們的相位重合點作為關(guān)門信號即關(guān)閉閘門；實際的閘門是fc與f1之間的相位重合點與fc與f2之間的相位重合點這兩個重合點之間的時間間隔，在閘門時間內(nèi)對中介源頻率fc進行計數(shù)，將計數(shù)結(jié)果Nc送入單位片機處理，最終顯示f1和f2之間的相位差測量結(jié)果即相位同步結(jié)果。
【技術(shù)特征摘要】
2011.12.06 CN 201110399574.71.一種基于中介源游標法的超高分辨率相位同步檢測方法，其特征在于，包括以下步驟用頻率標準產(chǎn)生兩個比對或同步信號も和f2，兩信號頻率相同，但f2經(jīng)時延和も具有一定的相位差Λ t。用另ー頻率標準產(chǎn)生中介源頻率f。，使其周期大于信號も和f2的周期。將f。...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：杜保強，董紹鋒，李建軍，王卓亞，謝玉彥，司旋坤，王延峰，郭淑婷，劉丹，左艷迪，祝學斌，劉丙春，趙生偉，黃宗杰，裴丹軍，史紅軍，李靳亮，徐暢運，
申請(專利權(quán))人：鄭州輕工業(yè)學院，
類型：發(fā)明
國別省市：
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