一种用于测量频率稳定度的系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于测量频率稳定度的系统，属于电子技术领域。所述系统包括：晶体振荡器，用于输出第一参考信号；铷原子钟，用于输出第二参考信号；第一信号处理单元，用于以第二参考信号作为参考，对测试信号源输出的频率信号进行频率转换，获得1KHz频率信号；第二信号处理单元，用于对第二参考信号进行分频处理，得到0.9KHz频率信号；第一测量单元，用于以第一参考信号作为参考，对1KHz频率信号进行计数，得到计数结果；第二测量单元，用于对1KHz频率信号和0.9KHz频率信号进行相位比较，得到相位比较结果；处理单元，用于根据计数结果计算测试信号源的短期频率稳定度；根据相位比较结果计算测试信号源的长期频率稳定度。

A system for measuring frequency stability

The invention discloses a system for measuring frequency stability, and belongs to the field of electronic technology. The system includes: a crystal oscillator, which is used to output the first reference signal; the rubidium atomic clock is used to output the second reference signal; the first signal processing unit is used for the frequency conversion of the frequency signal output from the test signal source for the reference of the second reference signal, and the 1KHz frequency signal is obtained; the second signal processing unit is obtained. The second reference signal is used for frequency division processing to obtain the 0.9KHz frequency signal; the first measuring unit is used to count the 1KHz frequency signal with the first reference signal, and the counting result is obtained. The second measurement unit is used for the phase comparison of the 1KHz frequency signal and the 0.9KHz frequency signal, and the phase ratio is obtained. Compared with the result; the processing unit is used to calculate the short-term frequency stability of the test signal source according to the count results; the long-term frequency stability of the test signal source is calculated according to the phase comparison result.

【技术实现步骤摘要】
一种用于测量频率稳定度的系统
本专利技术涉及电子
，特别涉及一种用于测量频率稳定度的系统。
技术介绍
高精度时间频率政被广泛应用在航天、通讯等众多领域。随着人们对时钟源的频率输出的稳定性要求越来越高，如何准确检测出时钟源的频率输出的稳定性成为问题的关键。
技术实现思路
为了测量时钟源的频率输出的稳定度，本专利技术实施例提供了一种用于测量频率稳定度的系统。所述技术方案如下：本专利技术实施例提供了一种用于测量频率稳定度的系统，所述系统包括：第一信号处理单元、第二信号处理单元、第一测量单元、第二测量单元、晶体振荡器、铷原子钟和处理单元；所述晶体振荡器，用于输出第一参考信号；所述铷原子钟，用于输出第二参考信号；所述第一信号处理单元，用于以所述第二参考信号作为参考，对测试信号源输出的频率信号进行频率转换，获得1KHz频率信号；所述第二信号处理单元，用于对所述第二参考信号进行分频处理，得到0.9KHz频率信号；所述第一测量单元，用于以所述第一参考信号作为参考，对所述1KHz频率信号进行计数，得到计数结果；所述第二测量单元，用于对所述1KHz频率信号和所述0.9KHz频率信号进行相位比较，得到相位比较结果；所述处理单元，用于根据所述计数结果确定所述测试信号源输出的频率信号的第一频率值，并采用所述第一频率值和短期频率稳定度计算公式，计算所述测试信号源的短期频率稳定度；根据所述相位比较结果确定所述测试信号源输出的频率信号的第二频率值，并采用所述第二频率值和长期频率稳定度计算公式，计算所述测试信号源的长期频率稳定度；所述处理单元，还用于根据所述1KHz频率信号对所述第一测量单元的测量带宽进行控制。在本专利技术实施例的一种实现方式中，所述第一参考信号和所述第二参考信号的频率均为10MHz。在本专利技术实施例的另一种实现方式中，所述第一测量单元的测量带宽为2KHz-3KHz。在本专利技术实施例的另一种实现方式中，所述第一信号处理单元包括：走时计数子单元、DDS和PLL；所述走时计数子单元，用于以所述第二参考信号作为基准信号，对所述测试信号源输出的频率信号进行计数测量，获得所述测试信号源输出的频率信号的初级频率；所述处理单元，用于根据所述初级频率控制所述DDS，使所述DDS输出与所述初级频率最接近的整数频率信号；所述PLL，用于对所述整数频率信号进行倍频，得到1KHz频率信号。在本专利技术实施例的另一种实现方式中，所述第二信号处理单元为DDS。在本专利技术实施例的另一种实现方式中，所述第二测量单元包括：相位比较子单元、积分电路和模数转换器；所述相位比较子单元，用于对所述1KHz频率信号和所述0.9KHz频率信号进行相位比较，得到所述1KHz频率信号和所述0.9KHz频率信号的瞬时相位差；所述处理单元，用于根据所述1KHz频率信号和所述0.9KHz频率信号的瞬时相位差，产生两路分别用于表征所述1KHz频率信号和所述0.9KHz频率信号的数字方波信号；所述积分电路，用于对所述数字方波信号进行积分，得到直流电压信号；所述模数转换器，用于对所述直流电压信号进行模数转换，得到所述1KHz频率信号和所述0.9KHz频率信号的相位差。在本专利技术实施例的另一种实现方式中，所述处理单元，用于根据阿伦方差公式计算所述测试信号源的短期频率稳定度。在本专利技术实施例的另一种实现方式中，所述处理单元，用于根据哈达玛方差公式计算所述测试信号源的长期频率稳定度在本专利技术实施例的另一种实现方式中，所述晶体振荡器为恒温晶体振荡器。本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过对测试信号源的短期频率稳定度和长期频率稳定度分别进行了测量，采用两个频率稳定度衡量一个信号源的性能，准确度高。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的一种用于测量频率稳定度的系统的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。图1是本专利技术实施例提供的一种用于测量频率稳定度的系统的结构示意图，参见图1，所述系统包括：第一信号处理单元11、第二信号处理单元12、第一测量单元13、第二测量单元14、晶体振荡器15、铷原子钟16和处理单元17。其中，第一信号处理单元11同时与第一测量单元13、铷原子钟16和处理单元17电连接，第二信号处理单元12同时与第二测量单元14、铷原子钟16和处理单元17电连接，第一测量单元13还同时与晶体振荡器15和处理单元17电连接，第二测量单元14还与处理单元17电连接。所述晶体振荡器15具有良好的短期频率稳定度，用于输出第一参考信号。所述铷原子钟16具有良好的长期频率稳定度，用于输出第二参考信号。所述第一信号处理单元11，用于以所述第二参考信号作为参考，对测试信号源输出的频率信号进行频率转换，获得1KHz频率信号。所述第二信号处理单元12，用于对所述第二参考信号进行分频处理，得到0.9KHz频率信号。所述第一测量单元13，用于以所述第一参考信号作为参考，对所述1KHz频率信号进行计数，得到计数结果。所述第二测量单元14，用于对所述1KHz频率信号和所述0.9KHz频率信号进行相位比较，得到相位比较结果。所述处理单元17，用于根据所述计数结果确定所述测试信号源输出的频率信号的第一频率值，并采用所述第一频率值和短期频率稳定度计算公式，计算所述测试信号源的短期频率稳定度；根据所述相位比较结果确定所述测试信号源输出的频率信号的第二频率值，并采用所述第二频率值和长期频率稳定度计算公式，计算所述测试信号源的长期频率稳定度。所述处理单元17，还用于根据所述1KHz频率信号对所述第一测量单元13的测量带宽进行控制。本专利技术实施例通过对测试信号源的短期频率稳定度和长期频率稳定度分别进行了测量，采用两个频率稳定度衡量一个信号源的性能，准确度高。而且在测量短期频率稳定时，对测量带宽进行了控制，考虑到了短期频率稳定度与测量带宽之间的关系，提高了测量短期频率稳定度的准确性。其中，所述第一参考信号和所述第二参考信号的频率均可以为10MHz。其中，所述第一测量单元13的测量带宽可以为2KHz-3KHz，通过限定测量带宽，提高了测量的准确度。在本专利技术实施例中，第二信号处理单元12可以为DDS(DirectDigitalSynthesizer，直接数字式频率合成器)。DDS的输入端与铷原子钟16电连接，DDS的输出端与第二测量单元14的电连接，DDS的控制端与处理器17电连接。在本专利技术实施例中，处理单元17可以包括中央处理器、单片机、微控制器或微处理器。参见图1，在本专利技术实施例中，第一信号处理单元11包括走时计数子单元111、DDS112和PLL(PhaseLockedLoop，锁相环)113。走时计数子单元111同时与测试信号源、铷原子钟16以及处理单元17电连接，DDS112同时与测试信号源、PLL113以及处理单元17电连接，PLL113还与处理单元17电连接。所述走时计数子单元111，用于以所述第二参考信号作为基准信号，对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于测量频率稳定度的系统，其特征在于，所述系统包括：第一信号处理单元、第二信号处理单元、第一测量单元、第二测量单元、晶体振荡器、铷原子钟和处理单元；所述晶体振荡器，用于输出第一参考信号；所述铷原子钟，用于输出第二参考信号；所述第一信号处理单元，用于以所述第二参考信号作为参考，对测试信号源输出的频率信号进行频率转换，获得1KHz频率信号；所述第二信号处理单元，用于对所述第二参考信号进行分频处理，得到0.9KHz频率信号；所述第一测量单元，用于以所述第一参考信号作为参考，对所述1KHz频率信号进行计数，得到计数结果；所述第二测量单元，用于对所述1KHz频率信号和所述0.9KHz频率信号进行相位比较，得到相位比较结果；所述处理单元，用于根据所述计数结果确定所述测试信号源输出的频率信号的第一频率值，并采用所述第一频率值和短期频率稳定度计算公式，计算所述测试信号源的短期频率稳定度；根据所述相位比较结果确定所述测试信号源输出的频率信号的第二频率值，并采用所述第二频率值和长期频率稳定度计算公式，计算所述测试信号源的长期频率稳定度；所述处理单元，还用于根据所述1KHz频率信号对所述第一测量单元的测量带宽进行控制。...

【技术特征摘要】
1.一种用于测量频率稳定度的系统，其特征在于，所述系统包括：第一信号处理单元、第二信号处理单元、第一测量单元、第二测量单元、晶体振荡器、铷原子钟和处理单元；所述晶体振荡器，用于输出第一参考信号；所述铷原子钟，用于输出第二参考信号；所述第一信号处理单元，用于以所述第二参考信号作为参考，对测试信号源输出的频率信号进行频率转换，获得1KHz频率信号；所述第二信号处理单元，用于对所述第二参考信号进行分频处理，得到0.9KHz频率信号；所述第一测量单元，用于以所述第一参考信号作为参考，对所述1KHz频率信号进行计数，得到计数结果；所述第二测量单元，用于对所述1KHz频率信号和所述0.9KHz频率信号进行相位比较，得到相位比较结果；所述处理单元，用于根据所述计数结果确定所述测试信号源输出的频率信号的第一频率值，并采用所述第一频率值和短期频率稳定度计算公式，计算所述测试信号源的短期频率稳定度；根据所述相位比较结果确定所述测试信号源输出的频率信号的第二频率值，并采用所述第二频率值和长期频率稳定度计算公式，计算所述测试信号源的长期频率稳定度；所述处理单元，还用于根据所述1KHz频率信号对所述第一测量单元的测量带宽进行控制。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一参考信号和所述第二参考信号的频率均为10MHz。3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述第一测量单元的测量带宽为2KHz-3KHz。4.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述第一信号处理单元包括：走时计数子单元、DDS...

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