[实用新型]一种时域测量系统

说明书

本实用新型涉及时域测量技术，具体涉及一种时域测量系统，包括被测频率源、归一化模块、VCXO、频率测量仪、单片机、补偿模块和PC；被测频率源连接归一化模块，归一化模块分别与VCXO、频率测量仪、单片机相连，单片机分别与频率测量仪、补偿模块相连，频率测量仪分别与VCXO、PC相连。该系统克服了被测频率源的频率在进入测量仪时有范围限制以及外部参考时钟本身的频率不稳定给系统测量带来误差的缺陷。能够提供稳定的参考时钟信号，降低了测量误差；增加了进入测量仪的被测频率源的频率范围。

技术领域

本实用新型属于时域测量技术领域，尤其涉及一种时域测量系统。

背景技术

时域频率信号的频率稳定性评价是时频研究工作的一个重要方面。

对于一个信号源而言，其输出信号通常用下式表达：

其中，a(t)表示信号源输出信号随时间的随机幅度起伏，表示信号源输出信号的相位(即频率)随时间的随机起伏，Δ·t表示信号源输出信号的频率随时间的微小单向变化，称之为频率漂移，现在比较好的VCXO一般在几×10^-12－×10^-14量级。

Δ·t源于信号源内部随时间的老化，形成的输出频率单向变化。

源于组成信号源的各部件噪声对整机频率稳定度的贡献，通常认为，组成信号源的各部件噪声引起的整机输出频率起伏是各态历经的，因此它可以用随机统计理论中的方差表征。

早期人们用相对频偏起伏的标准方差来表征信号源的频率稳定度。若令f₀为信号源的平均频率，则在取样时间τ内，输出频率的相对频偏为：

研究表明，对于各类信号源输出信号而言，其输出频率的相对频偏起伏量y_τ(t)的大小、快慢受幂律谱噪声模型中所列的5种噪声的影响，幂律谱噪声模型为：

式中α＝－2，－1,0，1,2；0＜f＜f_h，h_α为常数，大小随具体的信号源而定；f_h为系统的高截止频率。

实际使用表明，被测频率源的频率在进入测量仪时有范围限制，这是缺陷之一；其次外部参考时钟本身的频率不稳定也会给系统测量带来误差。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种频率稳定的测量装置，减少了进入测量仪的被测频率源频率范围的限制。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种时域测量系统，包括被测频率源、归一化模块、VCXO、频率测量仪、单片机、补偿模块和PC；被测频率源连接归一化模块，归一化模块分别与VCXO、频率测量仪、单片机相连，单片机分别与频率测量仪、补偿模块相连，频率测量仪分别与VCXO、PC相连。

在上述的时域测量系统中，归一化模块包括第一隔离放大器，第一DDS分频率单元，第二DDS分频率单元；第一隔离放大器分别与第一DDS分频率单元和频率测量仪连接，第一DDS分频率单元连接单片机，第二DDS分频率单元分别与单片机和频率测量仪连接。

在上述的时域测量系统中，单片机通过RS232串行接口与PC端通讯连接。

在上述的时域测量系统中，第二DDS分频率单元包括第二隔离放大器、DDS2、第一走时计数器、第一锁存器、DDS3、低通滤波模块；第二隔离放大器分别与DDS2和DDS3连接，DDS2分别连接第一走时计数器和单片机，第一走时计数器连接第一锁存器，DDS3分别连接低通滤波模块和单片机，第一锁存器与单片机连接。