原子干涉測(cè)量中DDS信號(hào)源的研制.pdf

1、高精度重力測(cè)量在地球物理、資源勘探、導(dǎo)航等方面具有重要的科學(xué)意義。為了實(shí)現(xiàn)重力加速度g的高精度測(cè)量,我們課題組開展了冷原子干涉重力測(cè)量實(shí)驗(yàn)研究。
　　本課題來(lái)源于原子干涉重力測(cè)量對(duì)信號(hào)源的需求。在冷原子干涉重力測(cè)量實(shí)驗(yàn)中,激光頻率的精確控制是通過控制信號(hào)源來(lái)實(shí)現(xiàn)的,這要求信號(hào)源要具有較高的頻率分辨率和穩(wěn)定性,并且能夠?qū)崿F(xiàn)跳頻、掃頻等功能。雖然目前商用信號(hào)源性能指標(biāo)一般能滿足需求,但其體積大、發(fā)熱大。因此,為了進(jìn)一步優(yōu)化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)和提

2、高重力測(cè)量分辨率,自主研制滿足我們?cè)痈缮鎯x需求的信號(hào)源具有實(shí)際意義。由于直接數(shù)字頻率合成器(Direct Digital Synthesizer)具有頻率轉(zhuǎn)換速度快、頻率分辨率高、可實(shí)現(xiàn)多種調(diào)制功能和易于微處理器控制等優(yōu)點(diǎn),并且其全數(shù)字化的DDS芯片不僅性能優(yōu)越而且體積小。因此,本設(shè)計(jì)采用嵌入式微處理器C8051F020程序控制DDS芯片AD9852實(shí)現(xiàn)DDS信號(hào)源。
　　本文詳細(xì)介紹了基于DDS技術(shù)的信號(hào)源的研制工作,從DDS

3、的理論基礎(chǔ)出發(fā),詳細(xì)論述了DDS信號(hào)源的硬件電路的制作、軟件的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)、系統(tǒng)的調(diào)試分析以及性能指標(biāo)測(cè)試。性能指標(biāo)測(cè)試表明我們研制的DDS信號(hào)源的頻率分辨率達(dá)μHz量級(jí),最大輸出頻率達(dá)120MHz;載波30MHz時(shí)在100Hz~100KHz頻段的相噪達(dá)到-100dBc/Hz;能夠?qū)崿F(xiàn)外部觸發(fā)跳頻、掃頻等功能。上述性能指標(biāo)滿足實(shí)驗(yàn)要求,已經(jīng)成功用于原子干涉儀重力測(cè)量實(shí)驗(yàn)中。
　　為了評(píng)估DDS信號(hào)源的掃頻斜率的波動(dòng)對(duì)重力測(cè)量的影響,