專利名稱：檢測(cè)多路信號(hào)穩(wěn)定度的裝置和檢測(cè)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(cè)多路信號(hào)穩(wěn)定度的裝置和檢測(cè)方法。
背景技術(shù)：
根據(jù)國(guó)家計(jì)量檢測(cè)規(guī)程和試驗(yàn)任務(wù)的客觀要求，對(duì)原子頻標(biāo)日頻率漂移率和日頻率穩(wěn)定度兩項(xiàng)指標(biāo)必須進(jìn)行檢測(cè)，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(jì)算出來(lái)的。對(duì)這兩項(xiàng)指標(biāo)的檢測(cè)，一般采用兩種方法比相法和比時(shí)法。現(xiàn)有技術(shù)中采用比相法對(duì)一臺(tái)被測(cè)頻率源進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，需要一臺(tái)比相儀和一臺(tái)高穩(wěn)定度的時(shí)鐘源，若同時(shí)檢測(cè)多臺(tái)被測(cè)頻率源，則需要多臺(tái)比相儀和一臺(tái)高穩(wěn)定度的時(shí)鐘源來(lái)完成；現(xiàn)有技術(shù)中采用比時(shí)法對(duì)被測(cè)頻率源進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，需要兩臺(tái)分頻器分別對(duì)被測(cè)信號(hào)源、參考時(shí)鐘源進(jìn)行分頻以得到秒信號(hào)(即lpps，pulse per second，每秒一次)，再將秒信號(hào)輸入時(shí)間間隔計(jì)數(shù)器進(jìn)行處理，若同時(shí)檢測(cè)多臺(tái)被測(cè)頻率源，則需要多臺(tái)分頻器和時(shí)間間隔計(jì)數(shù)器來(lái)完成。在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過(guò)程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問(wèn)題現(xiàn)有的比相法和比時(shí)法，在同時(shí)檢測(cè)多臺(tái)被測(cè)頻率源時(shí)，都存在著相應(yīng)的檢測(cè)設(shè)備的復(fù)用問(wèn)題，造成耗時(shí)及設(shè)備成本的提高。

發(fā)明內(nèi)容
為了降低檢測(cè)多路信號(hào)穩(wěn)定度的成本，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種檢測(cè)多路信號(hào)穩(wěn)定度的裝置和檢測(cè)方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)多臺(tái)被測(cè)頻率源同時(shí)進(jìn)行檢測(cè)。所述技術(shù)方案如下本發(fā)明實(shí)施例提供了一種檢測(cè)多路信號(hào)穩(wěn)定度的裝置，所述裝置包括多路分頻模塊、時(shí)間隔離計(jì)數(shù)器、鎖存器和計(jì)算模塊，所述時(shí)間隔離計(jì)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(jì)算模塊；所述多路分頻模塊包括N個(gè)互相獨(dú)立的單一化電路，所述N為2個(gè)或大于2的整數(shù)，每個(gè)單一化電路接收被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)和參考時(shí)鐘源信號(hào)，對(duì)所述參考時(shí)鐘源信號(hào)進(jìn)行處理得到每路開(kāi)門秒信號(hào)和每路關(guān)門秒信號(hào)，對(duì)所述被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)進(jìn)行分頻得到分頻信號(hào)，使所述分頻信號(hào)的頻率值小于或等于所述參考時(shí)鐘源信號(hào)的頻率值；并所述每路開(kāi)門秒信號(hào)、每路關(guān)門秒信號(hào)和分頻信號(hào)發(fā)送給時(shí)間隔離計(jì)數(shù)器；獲取所述鎖存器保存的每被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)的頻率值，將所述被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)的頻率值發(fā)送給所述計(jì)算模塊；所述時(shí)間隔離計(jì)數(shù)器，根據(jù)所述多路分頻模塊發(fā)送的每路開(kāi)門秒信號(hào)和每路關(guān)門秒信號(hào)對(duì)分頻信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，得到每路被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)的頻率值的頻率值，并將所述每路被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)的頻率值發(fā)送給鎖存器；所述鎖存器，用于保存所述時(shí)間隔離計(jì)數(shù)器發(fā)送的每路被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)的頻率值，并將所述每路被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)的頻率值發(fā)送給所述多路頻率模塊；所述計(jì)算模塊，獲取所述多路分頻模塊發(fā)送的每路被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)的頻率值，并對(duì)所述每路被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)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(jì)算，得到每路被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)的穩(wěn)定度數(shù)據(jù)。其中，每個(gè)單一化電路包括隔離放大電路、計(jì)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(duì)接收的被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)進(jìn)行隔離放大處理，并將處理后的信號(hào)一路輸入所述計(jì)數(shù)器，另一路輸入所述DDS單元；所述計(jì)數(shù)器，連接所述隔離放大電路和所述鎖存單元，對(duì)所述隔離放大電路發(fā)送的信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)得到所述被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)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(jì)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(wèn)所述鎖存單元中保存的被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)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(hào)；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(hào)，并根據(jù)所述微控制器發(fā)送的控制命令對(duì)所述信號(hào)進(jìn)行變頻，輸出頻率時(shí)鐘信號(hào)；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(duì)所述DDS單元輸出的頻率時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行濾波處理得到濾波信號(hào)，并將所述濾波信號(hào)發(fā)送給所述與門單元；所述與門單元，對(duì)接收的所述濾波信號(hào)和所述控制信號(hào)進(jìn)行與運(yùn)算，當(dāng)與運(yùn)算結(jié)果為1時(shí)輸出所述與運(yùn)算結(jié)果。具體地，所述微處理器通過(guò)命令字向所述DDS單元發(fā)送控制命令。
其中，所述濾波信號(hào)具體為數(shù)字信號(hào)。其中，所述計(jì)算模塊具體包括擬合單元和計(jì)算單元，所述擬合單元對(duì)每路被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)的頻率值進(jìn)行日漂移一次線性擬合得到每路被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)的頻率偏移率的參考值；所述計(jì)算單元根據(jù)所述每路被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)的頻率偏移率的參考值和阿侖方差計(jì)算式，得到被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)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(cè)量時(shí)鐘源信號(hào)的頻率值，(Δ f/f) i表示被測(cè)量時(shí)鐘源信號(hào)的頻率偏移率的參考值，Δ ti表示第i次測(cè)量的被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)的頻率偏移標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間，i表示測(cè)量次數(shù)，為大于1的整數(shù)；Δ ti+1- Δ ti 表征了兩次測(cè)量的被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)的頻率偏移標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間差，t為測(cè)量被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)的時(shí)間；

阿侖方差計(jì)算式為
權(quán)利要求
1.一種檢測(cè)多路信號(hào)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(shí)間隔離計(jì)數(shù)器、鎖存器和計(jì)算模塊，所述時(shí)間隔離計(jì)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(jì)算模塊；所述多路分頻模塊包括N個(gè)互相獨(dú)立的單一化電路，所述N為2個(gè)或大于2的整數(shù)，每個(gè)單一化電路接收被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)和參考時(shí)鐘源信號(hào)，對(duì)所述參考時(shí)鐘源信號(hào)進(jìn)行處理得到每路開(kāi)門秒信號(hào)和每路關(guān)門秒信號(hào)，對(duì)所述被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)進(jìn)行分頻得到分頻信號(hào)，使所述分頻信號(hào)的頻率值小于或等于所述參考時(shí)鐘源信號(hào)的頻率值；并將所述每路開(kāi)門秒信號(hào)、每路關(guān)門秒信號(hào)和分頻信號(hào)發(fā)送給時(shí)間隔離計(jì)數(shù)器；獲取所述鎖存器保存的每路被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)的頻率值，將所述被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)的頻率值發(fā)送給所述計(jì)算模塊；所述時(shí)間隔離計(jì)數(shù)器，根據(jù)所述多路分頻模塊發(fā)送的每路開(kāi)門秒信號(hào)和每路關(guān)門秒信號(hào)對(duì)所述分頻信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，得到每路被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)的頻率值的頻率值，并將所述每路被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)的頻率值發(fā)送給鎖存器；所述鎖存器，用于保存所述時(shí)間隔離計(jì)數(shù)器發(fā)送的每路被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)的頻率值，并將所述每路被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)的頻率值發(fā)送給所述多路頻率模塊；所述計(jì)算模塊，獲取所述多路分頻模塊發(fā)送的每路被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)的頻率值，并對(duì)所述每路被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)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(jì)算，得到每路被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)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(gè)單一化電路包括隔離放大電路、計(jì)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(duì)接收的被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)進(jìn)行隔離放大處理，并將處理后的信號(hào)一路輸入所述計(jì)數(shù)器，另一路輸入所述DDS單元；所述計(jì)數(shù)器，連接所述隔離放大電路和所述鎖存單元，對(duì)所述隔離放大電路發(fā)送的信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)得到所述被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)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(jì)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(wèn)所述鎖存單元中保存的被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)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(hào)；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(hào)，并根據(jù)所述微控制器發(fā)送的控制命令對(duì)所述信號(hào)進(jìn)行變頻，輸出頻率時(shí)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(duì)所述DDS單元輸出的頻率時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行濾波處理得到濾波信號(hào)，并將所述濾波信號(hào)發(fā)送給所述與門單元；所述與門單元，對(duì)接收的所述濾波信號(hào)和所述控制信號(hào)進(jìn)行與運(yùn)算，當(dāng)與運(yùn)算結(jié)果為1 時(shí)輸出所述與運(yùn)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(guò)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(hào)具體為數(shù)字信號(hào)。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述計(jì)算模塊具體包括擬合單元和計(jì)算單元，所述擬合單元對(duì)每路被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)的頻率值進(jìn)行日漂移一次線性擬合得到每路被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)的頻率偏移率的參考值；所述計(jì)算單元根據(jù)所述每路被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)的頻率偏移率的參考值和阿侖方差計(jì)算式，得到被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)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(cè)量時(shí)鐘源信號(hào)的頻率值，Δ ·/ ·表示被測(cè)量時(shí)鐘源信號(hào)的頻率偏移率的參考值，表示第i次測(cè)量的被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)的頻率偏移標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間，i表示測(cè)量次數(shù)，為大于1的整數(shù)；Atw-Ati表征了兩次測(cè)量的被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)的頻率偏移標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間差，t為測(cè)量被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)的時(shí)間； 阿侖方差計(jì)算式為
6.一種檢測(cè)多路信號(hào)穩(wěn)定度的方法，其特征在于，所述方法包括接收多路被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)和參考時(shí)鐘源信號(hào)，并分別對(duì)每路參考時(shí)鐘源信號(hào)進(jìn)行處理得到每路開(kāi)門秒信號(hào)和每路關(guān)門秒信號(hào)，并對(duì)所述被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)進(jìn)行分頻得到分頻信號(hào)，使所述分頻信號(hào)的頻率值小于或等于所述參考時(shí)鐘源信號(hào)的頻率值；對(duì)所述每路開(kāi)門秒信號(hào)和每路關(guān)門秒信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，得到每路被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)的頻率值；對(duì)所述每路被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)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(jì)算，得到每路被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)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(duì)所述多路被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)和所述參考時(shí)鐘源信號(hào)進(jìn)行分頻處理之前，還包括對(duì)所述多路被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)進(jìn)行隔離放大處理，并對(duì)處理后的一路信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)得到頻率值，根據(jù)所述頻率值向另一路信號(hào)發(fā)送控制命令，控制所述另一路信號(hào)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(duì)所述每路被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)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(jì)算，得到每路被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)的穩(wěn)定度數(shù)據(jù)，具體包括對(duì)每路被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)的頻率值進(jìn)行日漂移一次線性擬合得到每路被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)的頻率偏移率的參考值；根據(jù)所述每路被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)的頻率偏移率的參考值和阿侖方差計(jì)算式，得到每路被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)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(cè)量時(shí)鐘源信號(hào)的頻率值，(Δ f/f) i表示被測(cè)量時(shí)鐘源的頻率偏移率的參考值，Δ ti表示第i次測(cè)量的被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)的頻率偏移標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間，i表示測(cè)量次數(shù)，為大于1的整數(shù)；Atw-Ati表征了兩次測(cè)量的被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)的頻率偏移標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間差，t為測(cè)量被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)的時(shí)間； 阿侖方差計(jì)算式為
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種檢測(cè)多路信號(hào)穩(wěn)定度的裝置和檢測(cè)方法，屬于電子領(lǐng)域。所述裝置包括多路分頻模塊、時(shí)間隔離計(jì)數(shù)器、鎖存器和計(jì)算模塊，所述時(shí)間隔離計(jì)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(jì)算模塊，并在多路分頻模塊中設(shè)置若干個(gè)互相獨(dú)立的單一化電路。本發(fā)明通過(guò)在多路分頻模塊中設(shè)置若干個(gè)互相獨(dú)立的單一化電路，并由每個(gè)單一化電路對(duì)信號(hào)穩(wěn)定度進(jìn)行檢測(cè)，能夠同時(shí)在檢測(cè)裝置中檢測(cè)多路信號(hào)，避免了檢測(cè)設(shè)備的復(fù)用，降低了檢測(cè)信號(hào)穩(wěn)定度的成本。
文檔編號(hào)G01R23/02GK102411091SQ20111021222
公開(kāi)日2012年4月11日 申請(qǐng)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(qǐng)人:江漢大學(xué)