一种时钟信号提纯优化装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种时钟信号提纯优化装置，包括频差或相差测量单元、信号处理单元和高稳晶振单元，所述频差或相差测量单元、信号处理单元和高稳晶振单元依次连接，所述高稳晶振单元的输出端还与频差或相差测量单元的输出端相连接。本发明专利技术由于信号处理过程的环路带宽、增益幅度、控制方式和滤波方式均可以灵活配置，因此可以实现常规模拟锁相环不方便实现的窄带锁相功能，对输入信号的相噪优化区间可以灵活选择和配置，且本发明专利技术结构较为简单，功耗低，频率跟踪精度高。频率跟踪精度高。频率跟踪精度高。

【技术实现步骤摘要】
一种时钟信号提纯优化装置


[0001]本专利技术涉及信号处理领域
，尤其涉及一种时钟信号提纯优化装置。

技术介绍

[0002]射频信号中有多种噪声，通常比较关键的是相位噪声和短期稳定度。相位噪声(Phase noise)是指系统(如各种射频器件)在各种噪声的作用下引起的系统输出信号相位的随机变化，它是衡量频率标准源(高稳晶振、原子频标等)频稳质量的重要指标，随着频标源性能的不断改善，相应噪声量值越来越小，因而对相位噪声谱的测量要求也越来越高；短期稳定度是指信号的频率在短时间内的随机变化程度。
[0003]由于相位噪声和短期稳定度可以相互转化，故下文中仅以相位噪声代替。在时间频率设备中，由原子钟或高稳晶振生成的低噪声信号往往是系统的核心时钟，作为基准生成其它频率的信号。
[0004]因此，在时间频率领域对信号相位噪声的要求非常高，为满足用户的使用需求往往需要对信号产生、处理和传输的过程中引入的噪声进行有效抑制和消除。现有技术当中，主要采用锁相环系统来优化信号的相位噪声，但是常规锁相环系统存在锁相环路带宽较宽，近端噪声无法有效去除的缺点。

技术实现思路

[0005]本专利技术为了优化信号的相位噪声(尤其是高性能时钟信号的相位噪声)，提出了一种时钟信号提纯优化装置，通过对输入信号和受控晶振频率的数字化测量，并对数值进行数字运算和滤波，反馈控制高性能恒温晶振，实现低偏置频率下(1Hz以下)就可以对输入信号进行信号提纯和相噪优化。克服了现有的常规锁相环系统锁相环路带宽较宽，近端噪声无法有效去除的缺点。
[0006]本专利技术的目的是采用以下技术方案实现的：一种时钟信号提纯优化装置，包括频差或相差测量单元、信号处理单元和高稳晶振单元，所述频差或相差测量单元、信号处理单元和高稳晶振单元依次连接，所述高稳晶振单元的输出端还与频差或相差测量单元的输出端相连接。
[0007]进一步的，所述频差或相差测量单元与待净化提纯的输入信号F1之间还设置有倍频器1和混频器1，其中，倍频器1的输入端与输入信号F1相连接，输出端与混频器1的输入端相连接，混频器1的输出端与频差或相差测量单元的输入端相连接。
[0008]进一步的，所述频差或相差测量单元的输出端与信号处理单元相连接，所述信号处理单元的输出端与受控源相连接。
[0009]进一步的，所述受控源的输出端与功分器1相连接，所述功分器1将受控源的输出信号F0功分为3路，其中第一路为输出，第二路与倍频器2相连接，第三路与频率综合器相连接。
[0010]进一步的，所述倍频器2的输出端与频差或相差测量单元的输入端相连接。
[0011]进一步的，所述倍频器2与频差或相差测量单元之间还设置有混频器2。
[0012]进一步的，所述频率综合器的输出端与功分器2的输入端相连接，所述功分器2的输出端分别与混频器1的输入端和混频器2的输入端相连接，所述混频器1的输出端和混频器2的输出端均与频差或相差测量单元的输入端相连接。
[0013]进一步的，所述高稳晶振单元为受控源，所述受控源为模拟压控晶振和数字频率综合器中的一种。
[0014]本专利技术的有益效果在于：本专利技术由于信号处理过程的环路带宽、增益幅度、控制方式和滤波方式均可以灵活配置，因此可以实现常规模拟锁相环不方便实现的窄带锁相功能，对输入信号的相噪优化区间可以灵活选择和配置；本装置结构较为简单，功耗低，频率跟踪精度高。
附图说明
[0015]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，下面将对实施例或现有技术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示出的结构获得其他的附图。
[0016]图1为本专利技术原理框图；
[0017]图2为本专利技术结构示意图。
具体实施方式
[0018]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0019]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0020]下面结合附图，对本专利技术的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0021]实施例1：
[0022]参阅图1、图2，一种时钟信号提纯优化装置，包括频差或相差测量单元、信号处理单元和高稳晶振单元，所述频差或相差测量单元、信号处理单元和高稳晶振单元依次连接，所述高稳晶振单元的输出端还与频差或相差测量单元的输出端相连接，其中，所述频差或相差测量单元用于准确测量输出信号和本地高稳晶振的频差数据；所述信号处理单元用于对频差数据进行储存，处理，并产生用于控制高稳晶振的控制信号；所述高稳晶振单元用于跟踪输入信号的中心频率，并输出低噪声的微波信号。
[0023]在本实施例当中，所述频差或相差测量单元与待净化提纯的输入信号F1之间还设置有倍频器1和混频器1，其中，倍频器1的输入端与输入信号F1相连接，输出端与混频器1的输入端相连接，混频器1的输出端与频差或相差测量单元的输入端相连接。待净化提纯的输入信号F1可以表示为：
[0024][0025]式中，A1表示射频信号的振幅；为射频信号的相位；w1为射频信号的频率。由于本专利技术重点讨论信号的相位噪声，信号的功率(振幅)和初始相位都简化不计(下文的信号类似处理)，于是信号F1可以简单的表示成：
[0026]F1＝cos(w1t)
[0027]将信号经过倍频器1后，经过m次倍频，得到倍频后的信号F2：
[0028]F2＝cos(mw1t)。
[0029]在本实施例当中，所述频差或相差测量单元的输出端与信号处理单元相连接，所述信号处理单元的输出端与受控源相连接，所述受控源的输出端与功分器1相连接，所述功分器1将受控源的输出信号F0功分为3路，其中第一路为输出，第二路与倍频器2相连接，第三路与频率综合器相连接，所述倍频器2的输出端与频差或相差测量单元的输入端相连接，所述倍频器2与频差或相差测量单元之间还设置有混频器2，所述频率综合器的输出端与功分器2的输入端相连接，所述功分器2的输出端分别与混频器1的输入端和混频器2的输入端相连接，所述混频器1的输出端和混频器2的输出端均与频差或相差测量单元的输入端相连接。
[0030]本地受控源输出的信号记为F0：
[0031]F0＝cos(w0t)
[0032]通过功分器1将受控源的输出信号F0功分为3路，其中一路用于输出，一路经过倍频器2倍频n倍生成高频信号F4，另一路经过频率综合器进行频率综合，用于产生与F4、F2频率接近的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种时钟信号提纯优化装置，其特征在于，包括频差或相差测量单元、信号处理单元和高稳晶振单元，所述频差或相差测量单元、信号处理单元和高稳晶振单元依次连接，所述高稳晶振单元的输出端还与频差或相差测量单元的输出端相连接。2.如权利要求1所述的一种时钟信号提纯优化装置，其特征在于，所述频差或相差测量单元与待净化提纯的输入信号F1之间还设置有倍频器1和混频器1，其中，倍频器1的输入端与输入信号F1相连接，输出端与混频器1的输入端相连接，混频器1的输出端与频差或相差测量单元的输入端相连接。3.如权利要求1所述的一种时钟信号提纯优化装置，其特征在于，所述频差或相差测量单元的输出端与信号处理单元相连接，所述信号处理单元的输出端与受控源相连接。4.如权利要求3所述的一种时钟信号提纯优化装置，其特征在于，所述受控源的输出端与功分器1相连接，所述功...

【专利技术属性】
技术研发人员：高超，李华，刘畅，赵鑫宝，
申请(专利权)人：成都同相科技有限公司，
类型：发明
国别省市：