超低参考频率频综技术研究.pdf

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1、电子科技大学UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA专业学位硕士学位论文MASTERTHESISFORPROFESSIONALDEGREE论文题目超低参考频率频综技术研究专业学位类别工程硕士学号201222010545作者姓名梁智兵指导教师刘镰斧副教授分类号密级注1UDC学位论文超低参考频率频综技术研究（题名和副题名）梁智兵（作者姓名）指导教师刘镰斧副教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士专业学位类别工程硕士工程领域名称电子与通信工程提交论文日期2015.03.26论文答辩日期20

2、15.05.20学位授予单位和日期电子科技大学2015年6月答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号RESEARCHONFREQUENCYSYNTHESISBASEDONULTRA-LOWFREQUENCYREFERENCEAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MasterofEngineeringAuthor:LiangZhibingAdvisor:ProfessorLiuLianfuSchool:SchoolofCom

3、munication&InformationEngineering独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：日期：年月日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人

4、授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：导师签名：日期：年月日摘要摘要随着技术的发展，许多领域对电子系统的频率特性的要求越来越高，需要系统频率源兼具优良的准确度和稳定度。由于GPS用户接收机输出的1PPS信号的准确度好但稳定度较差，而OCXO的特性刚好相反，因此，本文设计了一种超低参考频率频综方案，通过数字锁相环跟踪1PPS信号，从而使频综系统的输出兼具1PPS信号和OCXO的优点。论文首先在介绍了GPS系统的校频原理，锁相环的原

5、理和数字锁相环在频率综合领域的发展和应用，并分析了数字锁相环的组成原理。接着，本文介绍了系统的总体设计方案和系统的硬件平台，并在Simulink平台上搭建系统的简化模型进行仿真，仿真结果证明了系统方案的可行性。然后，论文介绍了系统方案在Xilinx公司的Virtex-6FPGA开发平台上的具体实现。系统的核心是数字锁相环，数字锁相环能通过环路调节，跟踪输入的1PPS信号的相位，从而使系统获得1PPS信号良好的准确度，同时能对输入的1PPS信号进行滤波，降低其相位抖动，保证系统具有良好的稳定度。数字锁相环主要由数字鉴相器、数字环路滤波器、DDS和反馈分频器构成。

6、数字鉴相器利用脉冲间隔计数器测量两个信号上升沿之间的相位误差，并通过相位锁定监测模块判断环路的状态。数字环路滤波器是一个参数可配置的2阶IIR滤波器，其模拟原型是2阶有源比例积分滤波器。DDS采用无相位截断结构实现，由相位累加器、地址映射模块、ROM查找表和比较器等构成。反馈分频器由一个上升沿监测电路和计数器模块构成。论文还对各个模块进行了功能仿真，验证了各个模块的功能都是正常的。最后是系统的测试部分。实际测试表明，在使用无随机抖动的1PPS信号进行测试的条件下，系统能很好的跟踪输入1PPS信号的相位，并完全锁定，而在使用-10GPS接收机输出的1PPS进行测

7、试的条件下，系统锁定后的准确度能达到10量-11级，相比OCXO的准确度提高了2个数量级，稳定度保持在10量级，与OCXO的稳定度相当。本文的研究工作已经取得了阶段性的成果。虽然本文设计的系统还存在着一些不足，但是本文所做的研究工作，为项目组下一步的研究打下了坚实的基础。关键词：1PPS信号，频率综合，数字锁相环IABSTRACTABSTRACTWiththedevelopmentoftechnology,inmanyfields,therequirementonfrequencyfeaturesisbecomingstricterandstricterine

8、lectronicsystems,wh