數(shù)字化多頻點(diǎn)頻標(biāo)比對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的研制.pdf

1、頻率標(biāo)準(zhǔn)（簡(jiǎn)稱頻標(biāo)）是指具有較高準(zhǔn)確度、單一頻率值正弦波信號(hào)輸出功能的裝置，它們的頻率值大都是10MHz或5MHz。目前對(duì)頻率標(biāo)準(zhǔn)的使用需求越來越多，主要體現(xiàn)在大地測(cè)量、衛(wèi)星導(dǎo)航、郵電通訊、高速鐵路運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域，這些領(lǐng)域?qū)τ陬l率標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定度和準(zhǔn)確度要求也越來越高，進(jìn)而對(duì)頻率標(biāo)準(zhǔn)的精確測(cè)量有著更高要求。因此，針對(duì)頻標(biāo)比對(duì)測(cè)量方法的研究及其系統(tǒng)研制具有重要的工程實(shí)用意義。
　　目前高精度頻標(biāo)比對(duì)測(cè)量系統(tǒng)通常采用雙混頻時(shí)差法，此方法難以避

2、免由于使用計(jì)數(shù)器以及過零點(diǎn)時(shí)受到噪聲干擾而導(dǎo)致的測(cè)量誤差。同時(shí)，由于固定頻點(diǎn)公共振蕩器的限制，導(dǎo)致傳統(tǒng)雙混頻時(shí)差法不能靈活地測(cè)量多個(gè)頻點(diǎn)的頻率標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。本論文提出一種數(shù)字化多頻點(diǎn)頻標(biāo)比對(duì)測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，即利用可變頻點(diǎn)的偏差頻率源替代傳統(tǒng)雙混頻時(shí)差法系統(tǒng)方案中固定頻點(diǎn)的公共振蕩器，使系統(tǒng)具有多頻點(diǎn)比對(duì)測(cè)量的功能。通過上位機(jī)驅(qū)動(dòng)采集卡在實(shí)現(xiàn)同步采樣的前提下，將兩路低頻弦波信號(hào)離散數(shù)字化，再使用相關(guān)法測(cè)量相位差，避免傳統(tǒng)雙混頻時(shí)差法中使用計(jì)

3、數(shù)器導(dǎo)致正負(fù)一個(gè)字的計(jì)數(shù)誤差。
　　本文研制了多頻點(diǎn)正弦差拍器，配合高精度的多通道同步數(shù)據(jù)采集卡設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的硬件平臺(tái)，同時(shí)基于LabWindows/CVI設(shè)計(jì)開發(fā)系統(tǒng)軟件，實(shí)現(xiàn)了待測(cè)頻率標(biāo)準(zhǔn)與參考頻率標(biāo)準(zhǔn)之間相位差數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)準(zhǔn)確測(cè)量、顯示和保存。設(shè)計(jì)了系統(tǒng)測(cè)試方案，搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)測(cè)量了系統(tǒng)通道時(shí)延、驗(yàn)證了系統(tǒng)多頻點(diǎn)的功能性以及測(cè)量準(zhǔn)確度。將連續(xù)保存的數(shù)據(jù)利用阿倫方差進(jìn)行穩(wěn)定度分析可得，系統(tǒng)本底噪聲典型值為2.81E-12/s，即