基于高速ADC的数字双混频时差测量系统

使用双混频时差法进行时间和频率测量时,模拟部分引入的噪声会干扰信号过零点的判断,降低测量精度,而使用数字信号处理技术后不再需要判断过零点,量化噪声成为系统内的主要噪声来源,可以通过数字滤波器对其进行抑制。同时有利于设计结构紧凑的系统,更易于小型化,测量速度也可以进行灵活配置。通过引入高速模数转换器、数控振荡器、低通抽取滤波器、数字鉴相器等,设计了数字双混频时差测量系统,并研制了4通道的原理样机。测试结果表明,当频率源为10 MHz的信号时,原理样机中属于同片ADC(analog-to-digital converter)的两个通道间的本底噪声约为5×10^(-14)@1 s,属于不同片ADC的两个通道间的本底噪声约为8×10^(-14)@1 s,满足原子振荡器的测量要求。并以主动型氢钟VCH-1003M为参考,使用原理样机分别对Microchip的5071A铯原子钟和SRS的FS725铷原子钟的稳定度进行测量,测量结果与Microchip的相噪分析仪53100A和5120A无显著差异。

数字式双混频时差测量系统的试验研究

基于双混频时差测量原理,结合软件无线电的设计理念,设计数字式双混频时差测量系统模型,应用数学公式建模并推导相位差运算过程,在MATLAB环境下对频标信号和测量系统进行仿真实验,针对模数转换指标、数字鉴相方法和互相关算法提出关键技术解决方案。设计本底测量和比对测量实验方案,搭建数字式双混频时差实验设备,实验测量并计算分析实验数据。本底测量实验结果表明,实验设备秒稳本底指标优于5.0×10-13/1 s,达到国内领先水平。比对测量实验结果表明,实验设备测量结果与5120 A相近,其测量能力与测量性能优于频标比对设备PO7D-2和ST2002A。

基于多路双混频时差测量仪的新频率测量系统

阐述了中国计量科学研究院提升频率标准计量能力的研究,介绍了双混频时差法技术原理、NIM新频率测量系统的基本构成以及与原标准频率系统的比对结果。新频率测量系统采用双混频时差法测量,系统测量不确定度优于3×10-13(采样时间1 s),实现了频率标准长、短期稳定度计量,是一套高效率的频率标准综合测试系统。

双混频时差测量系统的误差分析与试验研究

双混频时差测量系统的实际测量能力与公共频率源、混频器、过零检测器和时间间隔计数器等关键部件的特性息息相关。从双混频时差测量的原理入手,分析了各关键部件对系统本底噪声的影响,并搭建了试验平台,对影响系统本底噪声性能的因素进行了试验验证。试验结果表明,双混频时差测量系统的本底噪声与公共频率源的短期稳定度正相关,而与其长期稳定度没有直接关系。同时时间间隔计数器的读数值增大也将使得公共频率源的短期稳定度的影响进一步变大,因此需要通过一个移相器使计数器读数值保持在一个较小的范围内,以保证系统的本底噪声性能。

基于双混频时域差分技术的光纤频率传输研究

设计了一个采用双混频时域差分技术的高分辨率的时延抖动检测系统,测试结果表明,其分辨率为20fs,准确度优于0.2ps。在20km光纤频率传输中进行了主动光学相位补偿实验测试,获得了链路时延抖动峰峰值小于1ps、均方值小于0.13ps、相位噪声抑制比大于500的实验结果。

用于守时工作的时间间隔计数法与双混频时差测量比对法的比较

为了比较用于守时工作的时间间隔计数法和双混频时差测量法,分析了国家授时中心时频基准实验室的两种测量比对设备(SR620时间间隔计数器和PCOMP多通道相位比较仪)对同一组原子钟进行测量时所得到的结果(钟的速率、RMS、测量精度和稳定度)。分析所得的主要结论是:双混频时差测量法具有更高的比对精度,更适用于氢原子钟短期(τ≤5 d)稳定度的测量。

任意频点双混频时差测量方法及仪器的研究

介绍了采用双混频时差法研制的任意频点比对测量系统,媒介频标采用DDS代替了传统的调偏振荡器,采用双混频时差法原理,研发一种1~30 MHz频率范围内任意频点的时差、频差比对分析系统。系统比对测量频率1~30MHz,采样时间100 ms^106s;本底噪声(1 s)为5MHz/10MHz优于5×10-13,其他频点优于1×10-12。测量系统通过软件算法可以测量稳定度、准确度、相位差、老化率。

双混频时差测量系统设计中的理论和技术问题

从分析双混频时差(DMTD)测量系统的测量误差着手,对系统设计和使用中常碰到的—些理论和技术问题进行了探讨,这涉及到公共源的影响、移相器的作用、自校和测量中的其它问题。

一种双耦合双混频中频信号功率反馈电路

在自动电平控制系统中,常用功率反馈电路存在一个主要限制:调幅动态范围受限于电平检波器和相关电路,使其远远低于线性调制器的功率可变范围。文中介绍了一种双耦合双混频中频信号功率反馈电路,使检波器只需检测固定中频信号的功率大小即可反馈调节射频输出信号的功率幅度。经测试,电路射频输入信号在2~4 GHz变化时,得到的中频信号频率固定不变,等于晶振信号54 MHz。线性调制器的衰减量在0~31.5 dB变化时,中频信号功率与射频输出信号功率成良好的线性关系,满足预期的设计要求。

数字式双混频时差测量仪原理分析与仿真

为了突破传统时频测量技术的局限性,提高频率稳定度的精确程度,研究设计了一套数字式双混频时差测量系统,采用经典双混频时差测量原理,运用数字信号处理技术实现频标的比对测量。仿真结果证明,采用10 MHz信号进行测量时,得到相位噪声Allan方差优于3E-13/s,可对高精度频标进行实时测量和监控。

双混频时差系统时间间隔分辨力校准方法研究

提出了双混频时差系统时间间隔分辨力的两种校准方法——频偏法和时差拟合法。给出了校准方法的理论推导,两种方法均基于时间差的测量,通过不同的数据处理方法可得到准确度较高的时间间隔分辨力。实验表明,该方法能够准确测量双混频时差系统的时间间隔,验证了方法的有效可行。

用双混频时差法测量频率的相位差和频率稳定度

详细描述仪器的原理和最终达到的技术指标。

双混频时差测量系统中公共源与阿仑方差精度

本文分析了双混频时差测量糸统公共源相位起伏对短期稳定度阿仑方差,测量精度的影响,推导出一般解析式.通过计算机辅助分析给出定量的结果。当测量时差△t与取样周期t之比的测量相对误差γ与r^2成正比;当公共源与被测源相位起伏相同即Sy_3(f)=Sy_1(f)=fα(α=0,±1,±2)和r=0.01,则γ<13％。实验测量系统证明了结论的正确性。

基于双混频时差法实现时域频率稳定度测量

在对基于DDS技术的公共振荡器设计、高速数据传输设计以及基于数字测频技术改进等技术难点分析的基础上,论述了基于双混频时差法的时域频率稳定度测量方法。该方法可同时测量短期和长期频率稳定度,测量精度高,并可进行无间隙测量。

双混频时差测量系统设计中的理论和技术问题

从分析双混频时差(DMTD)测量系统的测量误差着手,对系统设计和使用中常磁到的一些理论和技术问题进行了探讨,这涉及到公共源的影响、移相器的作用、自校和测量中的其它问题。

应用于净化振荡器的DDS双混频鉴相器实现

为实现高精度鉴相，净化振荡器需采用双混频鉴相器。本文首先分析了双混频提高鉴相精度的原理，然后介绍了混频模块、DDS模块和测量程序的实现，最后通过测量同源氢钟5MHz信号，采集数据并处理，得到了系统的自校频率稳定度。

双混频时差测量系统设计中的理论和技术问题

本文从分析双混频时差(DMTD)测量系统的测量误差着手,对系统设计和使用中常碰到的一些理论和技术问题进行了探讨。这涉及到公共源的影响。移相器的作用,自校和测量中的其它问题。

双混频时差测量技术的新概念

本文根据Allan提出的双混频时差(DMTD)测量系统的原理和方法。详细分析了DMTD系统的公共振荡器的噪声影响,导出了一种三采样方差的新概念。为了改善DMTD系统的测量性能,提出了系统对称性和控制△t/τ值的条件。

用双混频时差系统测量二级方差的计算表达式

推导并给出用双混频时差系统测量二级方差的计算表达式。

双混频时差测量技术在搬钟时间同步实验中的应用

本文介绍了1985年国际搬钟时间同步实验和1987年国内搬钟时间同步实验中使用双混频时差(DMTD)测量技术的结果。实验结果表明:DMTD测量技术在搬钟时间同步实验中,对于确定钟速和同步精度以及严密监视钟的相位、频率跳变等方面是很有用的。它与秒脉冲(1PPS)时差测量技术可以同时使用和相互补充。