基于时域信号频率稳定度测量的装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于时域信号频率稳定度测量的装置，属于频率稳定度测量技术领域，包括第一隔离放大器、第二隔离放大器、第一DDS分频单元、第二DDS分频单元、精密时间测量模块、锁存器单元、单片机、走时计数单元、精密时间间隔测量单元和PC端，第一隔离放大器用于处理参考时钟信号；第二隔离放大器用于处理被测信号；第一DDS分频单元用于对所述参考时钟信号进行DDS分频处理；第二DDS分频单元用于对所述被测信号进行DDS分频处理；单片机用于信号的控制和数据处理。本发明专利技术达到可以在保持现有测量方法特性的基础上，能够提高测量的精度以及测量频率范围，以一种更轻便、直观的方法来满足工程任务对时域信号频率稳定度测量的要求的技术效果。

A Device for Measuring Frequency Stability of Time-Domain Signals

The invention discloses a device for frequency stability measurement based on time domain signal, which belongs to the technical field of frequency stability measurement, including the first isolation amplifier, the second isolation amplifier, the first DDS frequency division unit, the second DDS frequency division unit, the precision time measurement module, the latch unit, the single chip computer, the travel time counting unit, the precision time interval measurement unit and the PC terminal, the first isolation amplifier. The separation amplifier is used to process the reference clock signal; the second isolation amplifier is used to process the measured signal; the first DDS frequency division unit is used to process the reference clock signal by DDS frequency division; the second DDS frequency division unit is used to process the measured signal by DDS frequency division; and the single chip computer is used for signal control and data processing. The invention achieves the technical effect of improving the measurement accuracy and frequency range on the basis of maintaining the characteristics of the existing measurement methods, and satisfying the requirement of time domain signal frequency stability measurement for engineering tasks by a more convenient and intuitive method.

【技术实现步骤摘要】
基于时域信号频率稳定度测量的装置
本专利技术属于频率稳定度测量
，特别涉及一种基于时域信号频率稳定度测量的装置。
技术介绍
频率稳定度是衡量一台时钟信号源输出频率信号稳定性的重要指标，在时域上，时钟信号频率随时间的变化，可将频率量视为时间t的连续函数，用f(t)表示。f(t)也代表了时间t时的瞬时频率。实际上，由于测量上的困难，瞬时频率只是一种理论上的概念，因为所有测量以及涉及的频率稳定度都需要一定的采样时间，测量结果则为该采样时间内的平均频率。在时间轴上以某个时刻t0为起始点，连续地对被测信号进行采样，各采样计数值fi与相应时间点ti相对应。则可得到采样时间内的平均频率值。当时间趋于无限小时即可得到各时间点的瞬时频率值。对于基于时域信号频率稳定度测量的技术而言，常用数字频率测量方法是在给定的采样时间(即闸门时间)内测量被测信号的脉冲个数，进行换算得出被测信号的频率。这种测量方法的测量精度取决于闸门时间和被测信号频率。当被测信号频率较低时或者闸门时间取得较小时，将产生较大误差。利用被测频率信号的沿作为触发计数与结束计数的“等精度测量”方法，因为每次在闸门时间T内的开始与结束采样计数都是以被测信号的沿作为标准，故在一定程度上提高了测量的精度，且测量精度与被测频率信号频率大小无关。而对于那些高稳定度、高频率的时钟频率源来说，需要更进一步的改进测量的技术。综上所述，在现有的基于时域信号频率稳定度测量的技术中，存在着在无法在保持现有测量方法特性的基础上，提高测量的精度以及测量频率范围，以一种更轻便、直观的方法来满足工程任务对时域信号频率稳定度测量的要求的技术问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是在现有的基于时域信号频率稳定度测量的技术中，存在着在无法在保持现有测量方法特性的基础上，提高测量的精度以及测量频率范围，以一种更轻便、直观的方法来满足工程任务对时域信号频率稳定度测量的要求的技术问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种基于时域信号频率稳定度测量的装置，所述基于时域信号频率稳定度测量的装置包括第一隔离放大器，所述第一隔离放大器用于处理参考时钟信号；第二隔离放大器，所述第二隔离放大器用于处理被测信号；第一DDS分频单元，所述第一DDS分频单元和所述第一隔离放大器相通，所述第一DDS分频单元用于对所述参考时钟信号进行DDS分频处理；第二DDS分频单元，所述第二DDS分频单元和所述第二隔离放大器相通，所述第二DDS分频单元用于对所述被测信号进行DDS分频处理；精密时间测量模块，所述精密时间测量模块分别和所述第一隔离放大器、所述第二隔离放大器相通；锁存器单元，所述锁存器单元用于计数的锁存；单片机，所述单片机和所述精密时间测量模块、所述第一DDS分频单元、所述锁存器单元相通，所述单片机用于信号的控制和数据处理；走时计数单元，所述走时计数单元分别和所述第一DDS分频单元、第二DDS分频单元、所述单片机、所述锁存器单元相通，所述走时计数单元用于对所述参考时钟信号和所述被测信号的相位差在所述精密时间测量模块本身固有的最小分辩率测量精密下相差最小时，对所述参考时钟信号和所述被测信号进行计数；精密时间间隔测量单元，所述精密时间间隔测量单元分别和所述第一隔离放大器、所述单片机、所述第二隔离放大器相通，所述精密时间间隔测量单元用于判断此时刻一组所述参考时钟信号上升沿与所述被测信号上升沿具体的时间差值是否达到模块固有最小分辨率测量精度，从而通过所述单片机使能相应的计数器进行工作；PC端，所述PC端和所述单片机相通，所述PC端用于设置软件参数，并输出所述被测频率信号的测量结果。进一步地，所述基于时域信号频率稳定度测量的装置包括所述精密时间间隔测量单元采用TDC-GP1模块。进一步地，所述基于时域信号频率稳定度测量的装置包括所述第二DDS分频单元包括：第二DDS模块，所述第二DDS模块对所述被测信号进行1/100分频处理，经所述第二DDS模块得到的1/100分频率信号。进一步地，所述基于时域信号频率稳定度测量的装置还包括第一走时计数器，所述经所述第二DDS模块得到的1/100分频率信号后，传递至所述第一走时计数器进行粗频率测量。进一步地，所述基于时域信号频率稳定度测量的装置还包括第一锁存器，所述单片机读取所述第一锁存器对所述第一走时计数器取样的数值后，记录下此时的频率数值，乘以100后得到所述被测信号的粗频率值F。进一步地，所述基于时域信号频率稳定度测量的装置还包括第三隔离放大器，所述第三隔离放大器用于处理被测信号。进一步地，所述基于时域信号频率稳定度测量的装置还包括第三DDS模块，所述第三DDS模块和所述第三隔离放大器相通，所述第三DDS模块用于对所述被测信号进行DDS分频处理。进一步地，所述基于时域信号频率稳定度测量的装置还包括低通滤波模块，所述低通滤波模块和所述第三DDS模块相通，所述第三DDS模块位于所述低通滤波模块和所述单片机之间。进一步地，所述基于时域信号频率稳定度测量的装置还包括第三走时计数器，所述第三走时计数器和所述单片机相通，所述被测信号的另一路经过所述第三隔离放大器后，传递至所述第三隔离放大器的外部时钟输入端，以作为所述第三走时计数器工作时的参考时钟。进一步地，所述基于时域信号频率稳定度测量的装置还包括所述传递至所述第三隔离放大器的外部时钟输入端的所述被测信号，通过所述第三DDS模块后得到1MHz的频率信号，并将所述1MHz的频率信号传递至所述低通滤波模块后得到最终的1MHz频率信号来输出。有益效果：本专利技术提供一种基于时域信号频率稳定度测量的装置，通过第一隔离放大器用于处理参考时钟信号；第二隔离放大器用于处理被测信号；第一DDS分频单元和所述第一隔离放大器相通，所述第一DDS分频单元用于对所述参考时钟信号进行DDS分频处理；第二DDS分频单元和所述第二隔离放大器相通，所述第二DDS分频单元用于对所述被测信号进行DDS分频处理；精密时间测量模块分别和所述第一隔离放大器、所述第二隔离放大器相通；锁存器单元用于计数的锁存；单片机和所述精密时间测量模块、所述第一DDS分频单元、所述锁存器单元相通，所述单片机用于信号的控制和数据处理；走时计数单元分别和所述第一DDS分频单元、第二DDS分频单元、所述单片机、所述锁存器单元相通，所述走时计数单元用于对所述参考时钟信号和所述被测信号的相位差在所述精密时间测量模块本身固有的最小分辩率测量精密下相差最小时，对所述参考时钟信号和所述被测信号进行计数；精密时间间隔测量单元分别和所述第一隔离放大器、所述单片机、所述第二隔离放大器相通，所述精密时间间隔测量单元用于判断此时刻一组所述参考时钟信号上升沿与所述被测信号上升沿具体的时间差值是否达到模块固有最小分辨率测量精度，从而通过所述单片机使能相应的计数器进行工作；PC端和所述单片机相通，所述PC端用于设置软件参数，并输出所述被测频率信号的测量结果。从而达到可以在保持现有测量方法特性的基础上，能够提高测量的精度以及测量频率范围，以一种更轻便、直观的方法来满足工程任务对时域信号频率稳定度测量的要求的技术效果。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于时域信号频率稳定度测量的装置，其特征在于，所述基于时域信号频率稳定度测量的装置包括：第一隔离放大器，所述第一隔离放大器用于处理参考时钟信号；第二隔离放大器，所述第二隔离放大器用于处理被测信号；第一DDS分频单元，所述第一DDS分频单元和所述第一隔离放大器相通，所述第一DDS分频单元用于对所述参考时钟信号进行DDS分频处理；第二DDS分频单元，所述第二DDS分频单元和所述第二隔离放大器相通，所述第二DDS分频单元用于对所述被测信号进行DDS分频处理；精密时间测量模块，所述精密时间测量模块分别和所述第一隔离放大器、所述第二隔离放大器相通；锁存器单元，所述锁存器单元用于计数的锁存；单片机，所述单片机和所述精密时间测量模块、所述第一DDS分频单元、所述锁存器单元相通，所述单片机用于信号的控制和数据处理；走时计数单元，所述走时计数单元分别和所述第一DDS分频单元、第二DDS分频单元、所述单片机、所述锁存器单元相通，所述走时计数单元用于对所述参考时钟信号和所述被测信号的相位差在所述精密时间测量模块本身固有的最小分辩率测量精密下相差最小时，对所述参考时钟信号和所述被测信号进行计数；精密时间间隔测量单元，所述精密时间间隔测量单元分别和所述第一隔离放大器、所述单片机、所述第二隔离放大器相通，所述精密时间间隔测量单元用于判断此时刻一组所述参考时钟信号上升沿与所述被测信号上升沿具体的时间差值是否达到模块固有最小分辨率测量精度，从而通过所述单片机使能相应的计数器进行工作；PC端，所述PC端和所述单片机相通，所述PC端用于设置软件参数，并输出所述被测频率信号的测量结果。...

【技术特征摘要】
1.一种基于时域信号频率稳定度测量的装置，其特征在于，所述基于时域信号频率稳定度测量的装置包括：第一隔离放大器，所述第一隔离放大器用于处理参考时钟信号；第二隔离放大器，所述第二隔离放大器用于处理被测信号；第一DDS分频单元，所述第一DDS分频单元和所述第一隔离放大器相通，所述第一DDS分频单元用于对所述参考时钟信号进行DDS分频处理；第二DDS分频单元，所述第二DDS分频单元和所述第二隔离放大器相通，所述第二DDS分频单元用于对所述被测信号进行DDS分频处理；精密时间测量模块，所述精密时间测量模块分别和所述第一隔离放大器、所述第二隔离放大器相通；锁存器单元，所述锁存器单元用于计数的锁存；单片机，所述单片机和所述精密时间测量模块、所述第一DDS分频单元、所述锁存器单元相通，所述单片机用于信号的控制和数据处理；走时计数单元，所述走时计数单元分别和所述第一DDS分频单元、第二DDS分频单元、所述单片机、所述锁存器单元相通，所述走时计数单元用于对所述参考时钟信号和所述被测信号的相位差在所述精密时间测量模块本身固有的最小分辩率测量精密下相差最小时，对所述参考时钟信号和所述被测信号进行计数；精密时间间隔测量单元，所述精密时间间隔测量单元分别和所述第一隔离放大器、所述单片机、所述第二隔离放大器相通，所述精密时间间隔测量单元用于判断此时刻一组所述参考时钟信号上升沿与所述被测信号上升沿具体的时间差值是否达到模块固有最小分辨率测量精度，从而通过所述单片机使能相应的计数器进行工作；PC端，所述PC端和所述单片机相通，所述PC端用于设置软件参数，并输出所述被测频率信号的测量结果。2.如权利要求1所述基于时域信号频率稳定度测量的装置，其特征在于，所述基于时域信号频率稳定度测量的装置包括：所述精密时间间隔测量单元采用TDC-GP1模块。3.如权利要求2所述基于时域信号频率稳定度测量的装置，其特征在于，所述基于时域信号频率稳定度测量的装置包括：所述第二DDS分频单元包括：第二DDS模块，所述第二DDS模块对所述被测信号进行1/100...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷海东，
申请(专利权)人：江汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42