一种基于时频信息测量的高精度频标比对系统及比对方法技术方案

本发明专利技术提供了一种基于时频信息测量的高精度频标比对系统及比对方法，包括依次连接的频率标准模块、频标脉冲信号模块、可调时延模块、相位检测模块、闸门生成模块、时间间隔测量模块、数据处理模块和显示模块，频标脉冲信号模块的信号输出端还与时间间隔测量模块的信号输入端连接，还包括被测频率模块和被测脉冲信号模块，被测脉冲信号模块的信号输出端与相位检测模块和时间间隔测量模块的信号输入端均连接；本发明专利技术避免了传统频标比对方法中频率的归一化处理，利用FPGA技术克服了附加噪声的影响，使系统的鲁棒性得到了进一步加强；本发明专利技术实现了射频范围内任意频率关系的快速直接相位测量，加快了频标比对的速度。加快了频标比对的速度。加快了频标比对的速度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于时频信息测量的高精度频标比对系统及比对方法


[0001]本专利技术涉及一种频标比对系统及比对方法，尤其涉及一种基于时频信息测量的高精度频标比对系统及比对方法。

技术介绍

[0002]在时频信息测量中，传统的频标比对方法建立在同频相位比对基础之上，针对不同频标信号之间的相位比对，须经过混频、倍频、频率合成等复杂的频率变换过程使其频率归一化，频率的归一化处理不仅使系统结构复杂、成本增加，还容易引入合成线路的附加噪声，使频标比对的精度即准确度以及频率测量的频率稳定度难以保证；异频相位比对方法无需频率归一化可直接完成两比对信号之间的相位测量，克服了传统频标比对方法在原理上的缺陷，但异频相位比对方法获得高精度的基础是两比对信号之间固定的频率关系，针对复杂频率关系和大频率差异关系下两频标信号之间的相位比对，由于作为闸门信号的相位重合点生成困难，测量的准确度和稳定度将大幅度下降，甚至造成系统无法测量。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种基于时频信息测量的高精度频标比对系统及对比方法，能够将作为闸门信号的相位重合点的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于时频信息测量的高精度频标比对系统，其特征在于：包括频率标准模块、被测频率模块、频标脉冲信号模块、被测脉冲信号模块、可调时延模块、相位检测模块、闸门生成模块、时间间隔测量模块、数据处理模块、显示模块和电源模块；频率标准模块、频标脉冲信号模块、可调时延模块、相位检测模块、闸门生成模块、时间间隔测量模块、数据处理模块和显示模块依次连接，频标脉冲信号模块的信号输出端还与时间间隔测量模块的信号输入端连接，被测频率模块的信号输出端与被测脉冲信号模块的信号输入端连接，被测脉冲信号模块的信号输出端与相位检测模块和时间间隔测量模块的信号输入端均连接；所述的频率标准模块用于产生频率准确度高于
±1×
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量级的频标信号；所述的被测频率模块用于产生频率准确度低于
±1×
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量级的比对频率信号即被测频率信号；所述的频标脉冲信号模块和被测脉冲信号模块分别用于产生占空比为50%的矩形频标脉冲信号和占空比为50%的矩形被测脉冲信号；所述的可调时延模块用于产生频标信号的固定时延信号和微调时延信号；所述的相位检测模块用于产生相位重合点脉冲信号；所述的闸门生成模块用于产生参考闸门时间间隔和实际闸门开关信号；所述的时间间隔测量模块用于产生频标信号和被测频率信号的计数值；所述的数据处理模块用于处理频标信号和被测频率信号的计数值，产生实际闸门时间、被测频率信号的频率和系统的频率稳定度；所述的显示模块，用于接收数据处理模块的处理结果并进行显示。2.根据权利要求1所述的一种基于时频信息测量的高精度频标比对系统，其特征在于：所述的频率标准模块采用10MHz 5071A高性能铯原子频标，频率准确度为
±5×
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。3.根据权利要求2所述的一种基于时频信息测量的高精度频标比对系统，其特征在于：所述的被测频率模块采用晶体振荡器或KDS铷原子钟，频率准确度低于
±1×
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量级。4.根据权利要求3所述的一种基于时频信息测量的高精度频标比对系统，其特征在于：所述的频标脉冲信号模块和被测脉冲信号模块均采用施密特触器74LS14N芯片。5.根据权利要求4所述的一种基于时频信息测量的高精度频标比对系统，其特征在于：所述的可调时延模块由第一级时延电路、第二级时延电路和第三级时延电路组成；所述的第一级时延电路由第一边沿型D触发器74LS175芯片和第一D触发器74LS375芯片组成，第一边沿型D触发器74LS175芯片和第一D触发器74LS375芯片的信号输入端，即第一级时延电路的信号输入端，均连接频标脉冲信号模块的信号输出端，第一D触发器74LS375芯片的信号输出端连接第二级时延电路的信号输入端，第一边沿型D触发器74LS175芯片的信号输出端连接所述的相位检测模块的信号输入端；所述的第二级时延电路由第二边沿型D触发器74LS175芯片和第二D触发器74LS375芯片组成，第二边沿型D触发器74LS175芯片和第二D触发器74LS375芯片的信号输入端，即第二级时延电路的信号输入端，均连接第一级时延电路中第一D触发器74LS375芯片的信号输出端，第二D触发器74LS375芯片的信号输出端连接第三级时延电路的信号输入端，第二边沿型D触发器74LS175芯片的信号输出端连接所述的相位检测模块的信号输入端；所述的第三级时延电路由第三边沿型D触发器74LS175芯片、第三D触发器74LS375芯片和第四边沿型D触发器74LS175芯片组成，第三边沿型D触发器74LS175芯片和第三D触发器
74LS375芯片的信号输入端，即第三级时延电路的信号输入端，均连接第二级时延电路中第二D触发器74LS375芯片的信号输出端，第三D触发器74LS375芯片的信号输出端连接第四边沿型D触发器74LS175芯片的信号输入端，第三边沿型D触发器74LS175芯片的信号输出端连接相位检测模块的信号输入端，第四边沿型D触发器74LS175芯片的信号输出端连接所述的相位检测模块的信号输入端。6.根据权利要求5所述的一种基于时频信息测量的高精度频标比对系统，其特征在于：所述的相位检测模块由第一脉冲变换电路、第二脉冲变换电路、第三脉冲变换电路、第四脉冲变换电路、第五脉冲变换电路、第一相位重合检测电路、第二相位重合检测电路、第三相位重合检测电路和第四相位重合检测电路组成；所述的第一脉冲变换电路、第二脉冲变换电路、第三脉冲变换电路、第四脉冲变换电路、第五脉冲变换电路均采用脉冲变换电路，所述的脉冲变换电路由脉冲变换D触发器74LS375芯片、脉冲变换逻辑与门电路74LS08D芯片和脉冲变换逻辑非门电路74LS04N芯片组成，脉冲变换D触发器74LS375芯片的D信号输入端连接脉冲变换逻辑与门电路74LS08D芯片的A信号输入端，脉冲变换D触发器74LS375芯片的Q信号输出端连接脉冲变换逻辑非门电路74LS04N芯片的信号输入端，脉冲变换逻辑非门电路74LS04N芯片的信号输出端连接脉冲变换逻辑与门电路74LS08D芯片的B信号输入端，脉冲变换逻辑与门电路74LS08D芯片的信号输出端Y作为脉冲变换电路的信号输出端；所述的第一相位重合检测电路由第一逻辑与门电路74LS08D芯片组成，第一逻辑与门电路74LS08D芯片的A1信号输入端连接所述的第一脉冲变换电路的信号输出端，第一逻辑与门电路74LS08D芯片的B1信号输入端连接所述的第二脉冲变换电路的信号输出端；所述的第一相位重合检测电路的信号输出端与所述的闸门生成模块的信号输入端连接；所述的第二相位重合检测电路由第二逻辑与门电路74LS08D芯片组成，第二逻辑与门电路74LS08D芯片的A2信号输入端连接所述的第一脉冲变换电路的信号输出端，第二逻辑与门电路74LS08D芯片的B2信号输入端连接所述的第三脉冲变换电路的信号输出端；所述的第二相位重合检测电路的信号输出端与所述的闸门生成模块的信号输入端连接；所述的第三相位重合检测电路由第三逻辑与门电路7...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜保强，沈坤，余慧敏，唐文胜，
申请(专利权)人：湖南师范大学，
类型：发明
国别省市：