低频标准相位产生及校准技术

摘要

低频相位标准的建立需要同时考虑相对相位和绝对相位的准确度.标准相位产生与校准技术是建立低频相位标准的关键.标准相位的产生可通过直接数字波形合成技术实现，分为DDFS和DDWS两种方法。DDFS易造成输出相位的随机抖动，需采取一定措施保证每个周期的采样点数为整数，如两路信号产生电路共用一个正弦查找表或设计采样频率fs、两路相位控制字之差φBIN和频率控制字C等输入参数的优化算法。DDWS每个周期的采样点数恒为整数且相对固定，相位稳定度较好。实际的相位分辨力主要受垂直分辨力的影响。若要获得更高的垂直分辨力，只能以降低采样频率为代价，限制了信号发生器乃至相位标准的频率范围。低频标准相位校准技术可基于正交鉴相、桥路平衡、参数提取或傅里叶变换实现。正交鉴相或桥路平衡只能在特定的相位点进行校准（90°或180°），适用于相位线性度较好的低频相位标准，而NIST基于4PSF方法建立的校准系统，可在0°~360°范围内对标准相位进行校准。傅里叶变换也是提取参数的一种方法，应保证整周期采样，减小频率泄露误差。