一种频标比对装置及方法制造方法及图纸

本公开实施例公开了一种频标比对装置及方法。所述装置包括：微控制器、直接数字频率合成器和鉴相器；所述直接数字频率合成器用于调整参考频标生成与被测频标的初测频率同频的参考信号，并将所述参考信号传输至所述鉴相器；所述鉴相器用于将所述参考信号与所述被测频标鉴相后输出误差电压；所述微控制器用于周期性采集所述误差电压，并根据所述误差电压与设定值的差值控制所述直接数字频率合成器调整所述参考频标，以使所述鉴相器根据调整后的所述参考信号实现对所述被测频标的相位锁定。该技术方案解决了任意被测信号不经频率合成和变换就能完成被测信号的频率准确度、频率稳定度测量问题，有效减少了频标比对装置复杂度、降低了成本。

【技术实现步骤摘要】
一种频标比对装置及方法
本公开涉及时间频率测量
，具体涉及一种频标比对装置及方法。
技术介绍
频标比对器是时间频率领域中的一种常用测试仪器，常用于测量频标的时域特性或频域特性。使用时分别输入被测频标和参考频标，测量被测频标与参考频标间的频率、相位偏差值，并通过后续计算得到被测频标的频率准确度、频率稳定度、频率漂移率、频率老化率等指标。通用频标比对器实现的主要原理是通过频差倍增技术、双混频时差技术和数字式双混频时差技术提高频率测量的分辨力。频差倍增技术和双混频时差技术是由计数器测得两个频标的平均频率差或相位差，再由后处理程序计算时域技术指标；数字式双混频时差技术是对两个频标信号进行数字化采样，经数字下变频、数字鉴相等数字信号处理得到相位差数据，再进一步计算得到时域或频域技术指标。上述方式电路构成复杂、硬件成本高，难以满足小型化测试装置设计需求。
技术实现思路
为了解决相关技术中的问题，本公开实施例提供一种频标比对装置及方法。第一方面，本公开实施例中提供了一种频标比对装置。具体地，所述频标比对装置，包括：微控制器、直接数字频率合成器和鉴相器；所述直接数字频率合成器用于调整参考频标生成与被测频标的初测频率同频的参考信号，并将所述参考信号传输至所述鉴相器；其中，所述被测频标的初测频率由第一定时器预先测量得到；所述鉴相器用于将所述参考信号与所述被测频标鉴相后输出误差电压；所述微控制器与所述鉴相器信号连接，用于周期性采集所述误差电压，并根据所述误差电压与设定值的差值控制所述直接数字频率合成器调整所述参考频标，以使所述鉴相器根据调整后的所述参考信号实现对所述被测频标的相位锁定；其中，所述设定值根据所述鉴相器输入相同的两路参考频标测量得到。可选地，所述装置还包括：第一低通滤波器，设置在所述直接数字频率合成器与所述鉴相器之间，用于对所述参考信号进行滤波处理，消除所述参考信号的高频分量；和/或第二低通滤波器，设置在所述鉴相器与所述微控制器之间，用于对所述误差电压进行滤波处理，消除所述误差电压的抖动。可选地，模拟数字转换器，设置在所述第二低通滤波器与所述控制器之间，用于数字化采集所述第二低通滤波器输出的误差电压。可选地，所述装置还包括：USB/串口转换器，与所述微控制器连接。第二方面，本公开实施例中提供了一种频标比对方法。具体地，所述频标比对方法，包括：直接数字频率合成器调整参考频标生成与被测频标的初测频率同频的参考信号，并将所述参考信号传输至鉴相器；其中，所述被测频标的初测频率由第一定时器预先测量得到；所述鉴相器将所述参考信号与所述被测频标鉴相后输出误差电压；微控制器周期性采集所述误差电压，并根据所述误差电压与设定值的差值调整所述参考频标，以使所述鉴相器根据调整后的所述参考信号实现对所述被测频标的相位锁定；其中，所述设定值根据所述鉴相器输入相同的两路参考频标测量得到。可选地，所述根据所述误差电压与设定值的差值调整所述参考频标包括：根据所述误差电压与设定值的差值调整参考频标的频率和/或相位。可选地，所述方法还包括：第一低通滤波器对所述参考信号进行第一滤波处理，消除所述参考信号的高频分量；和/或第二低通滤波器对采集到的所述误差电压进行第二滤波处理，消除所述误差电压的抖动。可选地，根据所述参考频标、参考频标的调整量计算所述被测频标的频率参数；其中，所述频率参数至少包括以下一种或几种：频率准确度、频率稳定度、频率漂移率以及频率老化率。可选地，所述根据所述参考频标、参考频标的调整量计算所述被测频标的频率参数包括：将所述参考频标的调整量转换为所述参考频标与所述被测频标之间的频率差值数据、相位差值数据；根据所述参考频标以及至少一组所述频率差值数据、相位差值数据计算所述被测频标的频率参数。第三方面，本公开实施例中提供了一种频标比对方法。所述方法包括：第一定时器测量被测频标的初测频率；直接数字频率合成器调整参考频标输出与所述被测频标的初测频率同频的参考信号；第一低通滤波器对所述参考信号进行滤波处理，消除所述参考信号的高频分量；鉴相器将所述参考信号与所述被测频标鉴相后输出误差电压；微控制器周期性采集所述误差电压，并根据所述误差电压与设定值的差值计算调整所述参考频标的频率和/或相位的调整量，控制所述直接数字频率合成器根据所述调整量输出调整后的参考信号，以使所述鉴相器根据调整后的所述参考信号实现对所述被测频标的相位锁定；根据所述参考频标、至少一组频率和/或相位的调整量计算得到被测频标的频率准确度、频率漂移率或者频率稳定度中的至少一种参数。本公开实施例提供的频标比对装置，包括：微控制器、直接数字频率合成器和鉴相器；所述直接数字频率合成器用于调整参考频标生成与被测频标的初测频率同频的参考信号，并将所述参考信号传输至所述鉴相器；其中，所述被测频标的初测频率由第一定时器预先测量得到；所述鉴相器用于将所述参考信号与所述被测频标鉴相后输出误差电压；所述微控制器与所述鉴相器信号连接，用于周期性采集所述误差电压，并根据所述误差电压与设定值的差值控制所述直接数字频率合成器调整所述参考频标，以使所述鉴相器根据调整后的所述参考信号实现对所述被测频标的相位锁定；其中，所述设定值根据所述鉴相器输入相同的两路参考频标测量得到。该技术方案根据鉴相器输出的误差电压，利用直接数字频率合成器对被测频标的同频参考信号进行调整，进而根据调整量计算被测频标的频率参数，解决了任意被测信号不经频率合成和变换就能完成被测信号的频率准确度、频率稳定度测量问题，有效减少了频标比对装置复杂度、降低了成本。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。附图说明结合附图，通过以下非限制性实施方式的详细描述，本公开的其它特征、目的和优点将变得更加明显。在附图中：图1示出根据本公开实施例的频标比对装置的结构原理示意图；图2示出根据本公开实施例的频标比对方法的流程图；图3示出根据本公开实施例的频标比对方法的工作原理示意图。具体实施方式下文中，将参考附图详细描述本公开的示例性实施例，以使本领域技术人员可容易地实现它们。此外，为了清楚起见，在附图中省略了与描述示例性实施例无关的部分。在本公开中，应理解，诸如“包括”或“具有”等的术语旨在指示本说明书中所公开的特征、数字、步骤、行为、部件、部分或其组合的存在，并且不欲排除一个或多个其他特征、数字、步骤、行为、部件、部分或其组合存在或被添加的可能性。另外还需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。在本公开中，如涉及对用户信息或用户数据的获取操作或向他人展示用户信息或用户数据的操作，则所述操作均为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种频标比对装置，其特征在于，包括：微控制器、直接数字频率合成器和鉴相器；/n所述直接数字频率合成器用于调整参考频标生成与被测频标的初测频率同频的参考信号，并将所述参考信号传输至所述鉴相器；其中，所述被测频标的初测频率由第一定时器预先测量得到；/n所述鉴相器用于将所述参考信号与所述被测频标鉴相后输出误差电压；/n所述微控制器与所述鉴相器信号连接，用于周期性采集所述误差电压，并根据所述误差电压与设定值的差值控制所述直接数字频率合成器调整所述参考频标，以使所述鉴相器根据调整后的所述参考信号实现对所述被测频标的相位锁定；其中，所述设定值根据所述鉴相器输入相同的两路参考频标测量得到。/n

【技术特征摘要】
1.一种频标比对装置，其特征在于，包括：微控制器、直接数字频率合成器和鉴相器；
所述直接数字频率合成器用于调整参考频标生成与被测频标的初测频率同频的参考信号，并将所述参考信号传输至所述鉴相器；其中，所述被测频标的初测频率由第一定时器预先测量得到；
所述鉴相器用于将所述参考信号与所述被测频标鉴相后输出误差电压；
所述微控制器与所述鉴相器信号连接，用于周期性采集所述误差电压，并根据所述误差电压与设定值的差值控制所述直接数字频率合成器调整所述参考频标，以使所述鉴相器根据调整后的所述参考信号实现对所述被测频标的相位锁定；其中，所述设定值根据所述鉴相器输入相同的两路参考频标测量得到。


2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：
第一低通滤波器，设置在所述直接数字频率合成器与所述鉴相器之间，用于对所述参考信号进行滤波处理，消除所述参考信号的高频分量；和/或
第二低通滤波器，设置在所述鉴相器与所述微控制器之间，用于对所述误差电压进行滤波处理，消除所述误差电压的抖动。


3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，还包括：
模拟数字转换器，设置在所述第二低通滤波器与所述控制器之间，用于数字化采集所述第二低通滤波器输出的误差电压。


4.根据权利要求1-3任一项所述的装置，其特征在于，还包括：
USB/串口转换器，与所述微控制器连接。


5.一种频标比对方法，其特征在于，包括：
直接数字频率合成器调整参考频标生成与被测频标的初测频率同频的参考信号，并将所述参考信号传输至鉴相器；其中，所述被测频标的初测频率由第一定时器预先测量得到；
所述鉴相器将所述参考信号与所述被测频标鉴相后输出误差电压；
微控制器周期性采集所述误差电压，并根据所述误差电压与设定值的差值调整所述参考频标，以使所述鉴相器根据调整后的所述参考信号实现对所述被测频标的相位锁定；其中，所述设定值根据所述鉴相器输入相...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈旭东，王敬，喻韬，刘岩，马立波，徐华正，王宇，
申请(专利权)人：北京跟踪与通信技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11