基于相位重合检测阵的频率测量研究

摘要

在现代电子技术中,时间及频率的测量及其控制技术占有非常重要的地位。但如今大多数频率测量仪器中都存在着1?计数误差,一些提高测量分辨率的方法,如游标法、模拟内插法、时间数字转换法等,都没有有效地消除这个误差的影响。
　　本文提出了相位重合检测阵来测量时频信号的频率,并延伸应用到时频信号的其他相关参数的测量中。相位重合检测阵技术基于相位群同步的概念,利用被测信号和标频信号的相位重合点来触发测量闸门,使测量闸门信号不仅与被测信号,而且与标频信号也同步,从而消除了一般测频系统中的1?计数误差。在进行相位重合实验的同时发现,分辨率问题导致相位重合点附近出现模糊区,即非严格重合区域也被响应为重合,从而导致了测量误差。本文采用精细移相并进行二次重合检测的方法获得更准确的相位重合点,进一步提高了测量的精度,实现了宽频率范围内的高分辨率测量。
　　实验表明,相位重合点附近产生的“边沿效应”,使得重合检测的分辨率仅仅取决于测量分辨率的稳定度,利用“边沿效应”触发实际测量闸门能够将测量的分辨率显著提高2到3个数量级。通过对“边沿效应”这一现象的研究,发现其同样能应用到信号的相位差及相位噪声的高精度测量中。

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第一章 绪论

1.1 高精度时频处理的意义

1.2 国内外频率测量研究现状

1.3 本文成果及工作介绍

1.4 本章小结

第二章 频率测量方法的研究

2.1 直接计量频率法

2.2 多周期同步测量法

2.3 模拟内插法

2.4 示波器法

2.5 游标法

2.6 其他常用测频方法

2.7 本章小结

第三章 相位重合检测及相关概念

3.1 最大公因子频率

3.2 等效鉴相频率

3.3 群周期和相位量子

3.4 相位群同步

3.5 相位重合检测和边沿效应

3.6 本章小结

第四章 基于相位重合检测阵的频率测量系统设计

4.1 系统的总体设计方案

4.2 各个模块的介绍

4.3 PCB 设计注意事项

4.4 测试及结果分析

4.5 本章小结

第五章 测频系统的延伸应用

5.1 新型的相噪测量方案

5.2 基于相位群同步的相位差测量

5.3 本章小结

第六章 结束语

致谢

参考文献

在读期间的研究成果

附 录