[发明专利]一种基于鉴频鉴相器的高精度反馈式频率测量装置及方法

权利要求书

1.一种基于鉴频鉴相器的高精度反馈式频率测量装置，其特征在于，包括基准信号模块(1)、倍频模块(2)、FPGA(3)、DDS直接数字频率合成器(4)、鉴频鉴相器(5)和被测时频信号(9)；

所述基准信号模块(1)产生基准信号并分成两路，一路信号连接到FPGA(3)并作为FPGA(3)工作的时钟源，另一路信号连接到倍频模块(2)，对基准信号模块(1)的信号倍频后作为DDS直接数字频率合成器(4)工作的时钟源Fclk。

被测时频信号(9)分成两路信号，一路作为FPGA(3)的初步被测频率，另一路信号连接到鉴频鉴相器(5)，与DDS直接数字频率合成器(4)直接合成的频率信号进行鉴频鉴相。

所述DDS直接数字频率合成器(4)在FPGA(3)的控制下调整输出频率，首先FPGA(3)进行粗测得到被测信号fx，DDS直接数字频率合成器(4)根据其粗测结果，通过频率控制字M合成一个与被测信号fx接近的参考信号fx’；在鉴频鉴相器(5)开启后，DDS直接数字频率合成器(4)在FPGA(3)的控制下，根据被测信号fx和DDS直接数字频率合成器(4)自身合成的信号fx’鉴频鉴相的差值，不断调整DDS直接数字频率合成器(4)的输出频率，直至达到稳定状态，由FPGA(3)输出此时的测量结果。

2.根据权利要求1所述的基于鉴频鉴相器的高精度反馈式频率测量装置，其特征在于，该装置还包括电荷泵(6)、低通滤波器(7)和AD转换器(8)；所述电荷泵(6)接收鉴频鉴相器(5)的输出信号，产生参考信号与被测信号之间相位差的电流输出信号，所述低通滤波(7)与电荷泵(6)的输出连接，将电荷泵(6)输出的电流信号转换为电压信号，并连接到AD转换器(8)将模拟信号转换为数字信号，传递给FPGA(3)；FPGA(3)输出达到稳定状态时的测量结果。

3.根据权利要求2所述的基于鉴频鉴相器的高精度反馈式频率测量装置，其特征在于，所述FPGA(3)包括等精度测频模块(301)、精密测频模块(302)和频率测量处理模块(303)；所述等精度测频模块(301)接收被测时频信号(9)的一路信号，进行粗测得到被测信号fx；所述精密测量模块(302)与鉴频鉴相器(5)、电荷泵(6)、低通滤波器(7)、AD转换器(8)及DDS直接数字频率合成器(4)组成一个负反馈系统，调整DDS直接数字频率合成器(4)合成的参考信号fx’，直至达到稳定状态，即在满足误差范围内fx’＝fx，实现精测过程；所述频率测量处理模块(303)用于检测等精度测频模块(301)的粗测完成信号，并开启精密测量模块(302)。