频率标准源的精密频率改正技术的研究

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1、硕士学位论文＿频率标准源的精密频率改正技术的研究３ｍ作者姓名翟鸿启指导教师姓名、职称白丽娜教授申请学位类别工学硕士学校代码10701学号1504121930分类号TM935密级公开西安电子科技大学硕士学位论文频率标准源的精密频率改正技术的研究作者姓名：翟鸿启一级学科：仪器科学与技术二级学科：测试计量技术及仪器学位类别：工学硕士指导教师姓名、职称：白丽娜教授学院：机电工程学院提交日期：2018年6月StudyonPreciseFrequencyCorrectionTechnologyofFre

2、quencyStandardSourceAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinTestandMeasurementTechnologyandInstrumentsByZhaiHongqiSupervisor:BaiLinaTitle:ProfessorJune2018西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所

3、呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研宄成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研宄成果；也不包含为获得西安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一。与我同工作的同事对本研宄所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文若有不实之处一，本人承担切法律责任。本人签名：曰期：６择ｍ２ｌｊ＾西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学

4、位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅、借阅论文；学校吋以公布论文的全部或部分内容，允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，结合学位论文研宄成果完成的论、文发明专利等成果，署名单位为西安电子科技大学。保密的学位论文在．＿＿年解密后适用本授权书。Ｉ痛名而捕本人签名：：导师签名户尸－〇＇－ｉ〇！日期：ｉｔ６：２３６／＼日期ｆ｜摘要摘要由于温度效应或者元器件老化等原因，

5、标准频率源输出信号的频率会随着时间发生变化。尽管这种变化很微小，但是在导航定位、时钟同步授时等高精度场合会产生很大的误差。如在导航定位系统中，10ns的偏差会带来近似3m的定位误差，这对于导弹的目标跟踪定位等应用是无法容忍的。因此，在导航定位等高精度的应用中，需要对频率源输出信号的频率进行监测，并且对其频率进行调节和校正。针对频率源输出信号的频率随时间的变化，本文提出了一种以直接数字测量原理为核心的精密频率改正技术，并且基于此技术研制了可以监测并调节频率源输出信号频率的频率改正器样机。频率改正技术是基于闭环反馈

6、原理实现的：首先利用直接数字测量原理测量被测频率源输出信号的频率值，与频率源的标称值或者期望频率值进行比对，得到两者的频率差值，然后通过双路DAC复合输出实现粗调和微调相结合的独立调节方式，调节VCXO输出信号的频率，最后将VCXO输出信号的频率快速锁定在标称值或目标频率值附近。直接数字测量原理是基于两信号间同频呈微小频差的特殊关系所具有的时钟游标效应，它借助于数字化的边沿效应以及量化系统的稳定度要明显优于量化分辨率本身的创新理论，通过产生高精度的门时长度抑制量化误差对计数的影响，从而减少在频率测量过程中的误差

7、。频率改正器中采用两路ADC的系统方案，相对于单路ADC的结构设计，解决了响应时间受限于两信号间频率差值的问题，使VCXO的输出信号的频率可以快速被锁定。实验验证表明，本文设计实现的频率改正器在自校的情况下可以达到的频率稳定度为−127.3410/s，在频率校正的情况下，当输出频率值锁定在(10M+0.1)Hz时，可以达到的频率稳定度为−118.4210/s；当输出频率值锁定在10MHz时，其可以达到的频率稳定度为−112.8310/s。该频率改正器的设计原理具有创新性，不需要经过复杂的频率变换，结构简单

8、，且其成本很低。通过对其实验条件和原理的进一步改进，其测量精度可以得到进一步的提升和突破。而且，直接数字测量原理有效地解决了一般数字化存在影响精度进一步提高的量化误差以及功能扩展的问题。关键词：精密频率改正，直接数字测量，量化误差，数字边沿效应IABSTRACTABSTRACTBecauseofthetemperatureeffectorcomponentsagingandsoon,t