優(yōu)于皮秒（ps）量級的頻標比對技術(shù)和高精度頻率測量方法的研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,頻率及時間的測量以及它們的控制技術(shù)在科學(xué)技術(shù)各領(lǐng)域,特別是在計量學(xué)、電子技術(shù)、信息科學(xué)、通信、天文和電子儀器等領(lǐng)域占有越來越重要的地位.從國際發(fā)展的趨勢上看,頻率標準的準確度和穩(wěn)定度提高得非?？?幾乎是每隔6~8年就提高一個數(shù)量級.目前頻標的準確度和穩(wěn)定度分別已達到1×10<'-15>和1×10<'-14>/s,以1×10<'-13>/τ規(guī)格的高穩(wěn)定度晶體振蕩器的應(yīng)用越來越廣泛.但是,在中國對這種高穩(wěn)定振蕩器檢測

2、的設(shè)備還不能滿足要求,與國外有一定的差距.其原因有兩方面:一是測量技術(shù)尚待提高;二是測量方法還需改進.該文主要是在頻率及時間的測量方法和測量技術(shù)上作了一些新的探討和研究.在測量頻率標準指標的比對中,最常見且最簡單的是采用比相測量的方法.此方法是將兩個被比對的標稱值相同的標準頻率信號之間的相位關(guān)系,通過線性鑒相器轉(zhuǎn)換成與它成線性關(guān)系的電壓信號,并通過相應(yīng)的設(shè)備進行顯示記錄.最后根據(jù)兩頻率源間的相位隨時間的變化情況,換算出被測頻率源的頻率準

3、確度和穩(wěn)定度情況.此方法測量精度的高低,主要取決于兩個方面,即頻率標準本身相位噪聲的情況和在0~360°范圍內(nèi)鑒相的線性度.由于在0°和360°附近存在的非線性,限制了儀器的測量精度,所以在該文的第二章中通過兩種新的測量方法的討論,并根據(jù)各頻率標準相位噪聲的特點,針對性的采取措施和如何克服在0°和360°附近的非線性的影響,以達到提高測量精度的目的.在所有的數(shù)字式時間及頻率測量設(shè)備中,幾乎都存在著±1個字的計數(shù)誤差.它的存在,極大地影響

4、儀器的測量精度.減小它的影響,對提高儀器設(shè)備的測量精度有著十分重要的實際意義.該文提出的一種基于量化時延原理的短時間間隔的精確測量方法的新思想,十分有效地減小了±個字的誤差影響.此方法可以廣泛地應(yīng)用于高精度頻率、時間及相位測量中,將其與一種從多周期同步法發(fā)展而來的高精度、定閘門測量法相結(jié)合,可實現(xiàn)高速、高精度、連續(xù)頻率測量,而這一點非常適合非頻率量傳感信號的測量.論文詳細地介紹了該方法的原理以及利用CPLD實現(xiàn)的測量系統(tǒng),并將此方法應(yīng)用

5、于兩個實際的項目中,收到了很好的效果.我們相信,該方法在航天、航空、國防待領(lǐng)域的自動控制系統(tǒng)中有著極其廣泛的應(yīng)用前景.光頻測量是國內(nèi)乃至國際上關(guān)注的熱點,開發(fā)新的光頻測量方法對光頻標的建立有著非常重要的意義.根據(jù)國內(nèi)外的情況,提出一種新的測量方法:即利用任意頻率信號之間都存在著相互相位差周期性變化的現(xiàn)象,根據(jù)李沙育圖形的原理,在技術(shù)上完成了射頻到微波信號之間成10<'5>頻率關(guān)系的比對,再根據(jù)頻率信號的共性,將此方法推廣到微波到光頻信號