專利名稱:檢測多路信號穩(wěn)定度的裝置和檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及電子領(lǐng)域,特別涉及檢測多路信號穩(wěn)定度的裝置和檢測方法。
背景技術(shù):
根據(jù)國家計量檢測規(guī)程和試驗任務(wù)的客觀要求,對原子頻標(biāo)日頻率漂移率和日頻率穩(wěn)定度兩項指標(biāo)必須進(jìn)行檢測,原子頻標(biāo)的日頻率漂移率和日頻率穩(wěn)定度都是與頻率有關(guān)的參數(shù),是在獲得頻率準(zhǔn)確度的基礎(chǔ)上計算出來的。對這兩項指標(biāo)的檢測,一般采用兩種方法比相法和比時法?,F(xiàn)有技術(shù)中采用比相法對一臺被測頻率源進(jìn)行檢測時,需要一臺比相儀和一臺高穩(wěn)定度的時鐘源,若同時檢測多臺被測頻率源,則需要多臺比相儀和一臺高穩(wěn)定度的時鐘源來完成;現(xiàn)有技術(shù)中采用比時法對被測頻率源進(jìn)行檢測時,需要兩臺分頻器分別對被測信號源、參考時鐘源進(jìn)行分頻以得到秒信號(即lpps,pulse per second,每秒一次),再將秒信號輸入時間間隔計數(shù)器進(jìn)行處理,若同時檢測多臺被測頻率源,則需要多臺分頻器和時間間隔計數(shù)器來完成。在實現(xiàn)本發(fā)明的過程中,發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問題現(xiàn)有的比相法和比時法,在同時檢測多臺被測頻率源時,都存在著相應(yīng)的檢測設(shè)備的復(fù)用問題,造成耗時及設(shè)備成本的提高。
發(fā)明內(nèi)容
為了降低檢測多路信號穩(wěn)定度的成本,本發(fā)明實施例提供了一種檢測多路信號穩(wěn)定度的裝置和檢測方法,實現(xiàn)對多臺被測頻率源同時進(jìn)行檢測。所述技術(shù)方案如下本發(fā)明實施例提供了一種檢測多路信號穩(wěn)定度的裝置,所述裝置包括多路分頻模塊、時間隔離計數(shù)器、鎖存器和計算模塊,所述時間隔離計數(shù)器分別與所述多路分頻模塊和所述鎖存器進(jìn)行連接,所述多路分頻模塊連接所述計算模塊;所述多路分頻模塊包括N個互相獨立的單一化電路,所述N為2個或大于2的整數(shù),每個單一化電路接收被測時鐘源信號和參考時鐘源信號,對所述參考時鐘源信號進(jìn)行處理得到每路開門秒信號和每路關(guān)門秒信號,對所述被測時鐘源信號進(jìn)行分頻得到分頻信號,使所述分頻信號的頻率值小于或等于所述參考時鐘源信號的頻率值;并所述每路開門秒信號、每路關(guān)門秒信號和分頻信號發(fā)送給時間隔離計數(shù)器;獲取所述鎖存器保存的每被測時鐘源信號的頻率值,將所述被測時鐘源信號的頻率值發(fā)送給所述計算模塊;所述時間隔離計數(shù)器,根據(jù)所述多路分頻模塊發(fā)送的每路開門秒信號和每路關(guān)門秒信號對分頻信號進(jìn)行計數(shù),得到每路被測時鐘源信號的頻率值的頻率值,并將所述每路被測時鐘源信號的頻率值發(fā)送給鎖存器;所述鎖存器,用于保存所述時間隔離計數(shù)器發(fā)送的每路被測時鐘源信號的頻率值,并將所述每路被測時鐘源信號的頻率值發(fā)送給所述多路頻率模塊;所述計算模塊,獲取所述多路分頻模塊發(fā)送的每路被測時鐘源信號的頻率值,并對所述每路被測時鐘源信號的頻率值進(jìn)行日漂移一次線性擬合及日穩(wěn)定度的阿侖方差計算,得到每路被測時鐘源信號的穩(wěn)定度數(shù)據(jù)。其中,每個單一化電路包括隔離放大電路、計數(shù)器、鎖存單元、微處理器、DDS單元和與門單元;所述隔離放大電路,對接收的被測時鐘源信號進(jìn)行隔離放大處理,并將處理后的信號一路輸入所述計數(shù)器,另一路輸入所述DDS單元;所述計數(shù)器,連接所述隔離放大電路和所述鎖存單元,對所述隔離放大電路發(fā)送的信號進(jìn)行計數(shù)得到所述被測時鐘源信號的頻率值,并將所述頻率值發(fā)送給鎖存單元;所述鎖存單元,保存所述計數(shù)器發(fā)送的頻率值,并將所述頻率值發(fā)送給所述微處理器;所述微處理器,與所述鎖存單元和所述與門單元進(jìn)行連接,訪問所述鎖存單元中保存的被測時鐘源信號的頻率值,向所述DDS單元發(fā)送控制命令,并向所述與門單元發(fā)送控制信號;所述DDS單元,連接所述隔離放大電路,接收所述隔離放大電路輸入的信號,并根據(jù)所述微控制器發(fā)送的控制命令對所述信號進(jìn)行變頻,輸出頻率時鐘信號;所述濾波整形單元,連接所述DDS單元和所述與門單元,用于對所述DDS單元輸出的頻率時鐘信號進(jìn)行濾波處理得到濾波信號,并將所述濾波信號發(fā)送給所述與門單元;所述與門單元,對接收的所述濾波信號和所述控制信號進(jìn)行與運算,當(dāng)與運算結(jié)果為1時輸出所述與運算結(jié)果。具體地,所述微處理器通過命令字向所述DDS單元發(fā)送控制命令。
其中,所述濾波信號具體為數(shù)字信號。其中,所述計算模塊具體包括擬合單元和計算單元,所述擬合單元對每路被測時鐘源信號的頻率值進(jìn)行日漂移一次線性擬合得到每路被測時鐘源信號的頻率偏移率的參考值;所述計算單元根據(jù)所述每路被測時鐘源信號的頻率偏移率的參考值和阿侖方差計算式,得到被測時鐘源信號的頻率穩(wěn)定度;其中,日漂移一次線性擬合為=(AfVf)i = (Atw-Ati)/t,f表示被測量時鐘源信號的頻率值,(Δ f/f) i表示被測量時鐘源信號的頻率偏移率的參考值,Δ ti表示第i次測量的被測時鐘源信號的頻率偏移標(biāo)準(zhǔn)的時間,i表示測量次數(shù),為大于1的整數(shù);Δ ti+1- Δ ti 表征了兩次測量的被測時鐘源信號的頻率偏移標(biāo)準(zhǔn)的時間差,t為測量被測時鐘源信號的時間;
阿侖方差計算式為
權(quán)利要求
1.一種檢測多路信號穩(wěn)定度的裝置,其特征在于,所述裝置包括多路分頻模塊、時間隔離計數(shù)器、鎖存器和計算模塊,所述時間隔離計數(shù)器分別與所述多路分頻模塊和所述鎖存器進(jìn)行連接,所述多路分頻模塊連接所述計算模塊;所述多路分頻模塊包括N個互相獨立的單一化電路,所述N為2個或大于2的整數(shù),每個單一化電路接收被測時鐘源信號和參考時鐘源信號,對所述參考時鐘源信號進(jìn)行處理得到每路開門秒信號和每路關(guān)門秒信號,對所述被測時鐘源信號進(jìn)行分頻得到分頻信號,使所述分頻信號的頻率值小于或等于所述參考時鐘源信號的頻率值;并將所述每路開門秒信號、每路關(guān)門秒信號和分頻信號發(fā)送給時間隔離計數(shù)器;獲取所述鎖存器保存的每路被測時鐘源信號的頻率值,將所述被測時鐘源信號的頻率值發(fā)送給所述計算模塊;所述時間隔離計數(shù)器,根據(jù)所述多路分頻模塊發(fā)送的每路開門秒信號和每路關(guān)門秒信號對所述分頻信號進(jìn)行計數(shù),得到每路被測時鐘源信號的頻率值的頻率值,并將所述每路被測時鐘源信號的頻率值發(fā)送給鎖存器;所述鎖存器,用于保存所述時間隔離計數(shù)器發(fā)送的每路被測時鐘源信號的頻率值,并將所述每路被測時鐘源信號的頻率值發(fā)送給所述多路頻率模塊;所述計算模塊,獲取所述多路分頻模塊發(fā)送的每路被測時鐘源信號的頻率值,并對所述每路被測時鐘源信號的頻率值進(jìn)行日漂移一次線性擬合及日穩(wěn)定度的阿侖方差計算,得到每路被測時鐘源信號的穩(wěn)定度數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置,其特征在于,每個單一化電路包括隔離放大電路、計數(shù)器、鎖存單元、微處理器、DDS單元和與門單元;所述隔離放大電路,對接收的被測時鐘源信號進(jìn)行隔離放大處理,并將處理后的信號一路輸入所述計數(shù)器,另一路輸入所述DDS單元;所述計數(shù)器,連接所述隔離放大電路和所述鎖存單元,對所述隔離放大電路發(fā)送的信號進(jìn)行計數(shù)得到所述被測時鐘源信號的頻率值,并將所述頻率值發(fā)送給鎖存單元;所述鎖存單元,保存所述計數(shù)器發(fā)送的頻率值,并將所述頻率值發(fā)送給所述微處理器;所述微處理器,與所述鎖存單元和所述與門單元進(jìn)行連接,訪問所述鎖存單元中保存的被測時鐘源信號的頻率值,向所述DDS單元發(fā)送控制命令,并向所述與門單元發(fā)送控制信號;所述DDS單元,連接所述隔離放大電路,接收所述隔離放大電路輸入的信號,并根據(jù)所述微控制器發(fā)送的控制命令對所述信號進(jìn)行變頻,輸出頻率時鐘信所述濾波整形單元,連接所述DDS單元和所述與門單元,用于對所述DDS單元輸出的頻率時鐘信號進(jìn)行濾波處理得到濾波信號,并將所述濾波信號發(fā)送給所述與門單元;所述與門單元,對接收的所述濾波信號和所述控制信號進(jìn)行與運算,當(dāng)與運算結(jié)果為1 時輸出所述與運算結(jié)果。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置,其特征在于,所述微處理器通過命令字向所述DDS單元發(fā)送控制命令。
4.如權(quán)利要求2所述的裝置,其特征在于,所述濾波信號具體為數(shù)字信號。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置,其特征在于,所述計算模塊具體包括擬合單元和計算單元,所述擬合單元對每路被測時鐘源信號的頻率值進(jìn)行日漂移一次線性擬合得到每路被測時鐘源信號的頻率偏移率的參考值;所述計算單元根據(jù)所述每路被測時鐘源信號的頻率偏移率的參考值和阿侖方差計算式,得到被測時鐘源信號的頻率穩(wěn)定度;其中,日漂移一次線性擬合為(Af/f)i = (Atw-Ati)/t,f表示被測量時鐘源信號的頻率值,Δ ·/ ·表示被測量時鐘源信號的頻率偏移率的參考值,表示第i次測量的被測時鐘源信號的頻率偏移標(biāo)準(zhǔn)的時間,i表示測量次數(shù),為大于1的整數(shù);Atw-Ati表征了兩次測量的被測時鐘源信號的頻率偏移標(biāo)準(zhǔn)的時間差,t為測量被測時鐘源信號的時間; 阿侖方差計算式為
6.一種檢測多路信號穩(wěn)定度的方法,其特征在于,所述方法包括接收多路被測時鐘源信號和參考時鐘源信號,并分別對每路參考時鐘源信號進(jìn)行處理得到每路開門秒信號和每路關(guān)門秒信號,并對所述被測時鐘源信號進(jìn)行分頻得到分頻信號,使所述分頻信號的頻率值小于或等于所述參考時鐘源信號的頻率值;對所述每路開門秒信號和每路關(guān)門秒信號進(jìn)行計數(shù),得到每路被測時鐘源信號的頻率值;對所述每路被測時鐘源信號的頻率值進(jìn)行日漂移一次線性擬合及日穩(wěn)定度的阿侖方差計算,得到每路被測時鐘源信號的穩(wěn)定度數(shù)據(jù)。
7.如權(quán)利要求6所述的方法,其特征在于,所述對所述多路被測時鐘源信號和所述參考時鐘源信號進(jìn)行分頻處理之前,還包括對所述多路被測時鐘源信號進(jìn)行隔離放大處理,并對處理后的一路信號進(jìn)行計數(shù)得到頻率值,根據(jù)所述頻率值向另一路信號發(fā)送控制命令,控制所述另一路信號進(jìn)行變頻。
8.如權(quán)利要求6所述的方法,其特征在于,所述對所述每路被測時鐘源信號的頻率值進(jìn)行日漂移一次線性擬合及日穩(wěn)定度的阿侖方差計算,得到每路被測時鐘源信號的穩(wěn)定度數(shù)據(jù),具體包括對每路被測時鐘源信號的頻率值進(jìn)行日漂移一次線性擬合得到每路被測時鐘源信號的頻率偏移率的參考值;根據(jù)所述每路被測時鐘源信號的頻率偏移率的參考值和阿侖方差計算式,得到每路被測時鐘源信號的頻率穩(wěn)定度;其中,日漂移一次線性擬合為(Af/f)i = (Atw-Ati)/t,f表示被測量時鐘源信號的頻率值,(Δ f/f) i表示被測量時鐘源的頻率偏移率的參考值,Δ ti表示第i次測量的被測時鐘源信號的頻率偏移標(biāo)準(zhǔn)的時間,i表示測量次數(shù),為大于1的整數(shù);Atw-Ati表征了兩次測量的被測時鐘源信號的頻率偏移標(biāo)準(zhǔn)的時間差,t為測量被測時鐘源信號的時間; 阿侖方差計算式為
全文摘要
本發(fā)明公開了一種檢測多路信號穩(wěn)定度的裝置和檢測方法,屬于電子領(lǐng)域。所述裝置包括多路分頻模塊、時間隔離計數(shù)器、鎖存器和計算模塊,所述時間隔離計數(shù)器分別與所述多路分頻模塊和鎖存器進(jìn)行連接,多路分頻模塊連接計算模塊,并在多路分頻模塊中設(shè)置若干個互相獨立的單一化電路。本發(fā)明通過在多路分頻模塊中設(shè)置若干個互相獨立的單一化電路,并由每個單一化電路對信號穩(wěn)定度進(jìn)行檢測,能夠同時在檢測裝置中檢測多路信號,避免了檢測設(shè)備的復(fù)用,降低了檢測信號穩(wěn)定度的成本。
文檔編號G01R23/02GK102411091SQ20111021222
公開日2012年4月11日 申請日期2011年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月27日
發(fā)明者張霞, 雷海東 申請人:江漢大學(xué)