專利名稱：低噪聲偏差頻率產(chǎn)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電子測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到時(shí)間頻率的測(cè)量。
背景技術(shù)：
目前高精度頻率測(cè)量的主要技術(shù)有雙混頻時(shí)差測(cè)量法、差拍周期測(cè)量法、頻差 倍增纟縛，依照這些方法制備的高精度頻率測(cè)量系統(tǒng)中，需要一個(gè)高質(zhì)量、低噪聲、 與被測(cè)信號(hào)有一定頻率差的偏差信號(hào)作為參考源。在高精度頻率測(cè)量系統(tǒng)中，可以 采用高精度的頻率^器作為偏差信號(hào)源，但這樣的設(shè)備輸出信號(hào)的頻率范圍較寬， 并且價(jià)格昂貴，僅僅用作單一頻點(diǎn)的偏差信號(hào)源，利用效,低，也極大地增加了
系統(tǒng)成本。而高精度的頻率源， 一般是具有某Ht定頻率值的標(biāo)準(zhǔn)頻率源，其中又
以10MHz信號(hào)最為常用。
在高精度頻率測(cè)量系統(tǒng)中，當(dāng)前迫切需要解決的一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種以 10MHz+100Hz信號(hào)頻率值的標(biāo)準(zhǔn)頻率偏差源。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服戰(zhàn)頻率綜合器的缺點(diǎn)，衛(wèi)共一種設(shè) 計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低、工作穩(wěn)定可靠的低噪聲偏差頻率產(chǎn)生器。
解決，技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是它是由隔離^(大器1、隔離放大器2、 隔離放大器3、隔離放大器4、混頻電路、壓控振蕩器、低通滄波鵬、整形電路l、 整形電路2、分頻電路、鑒相電路連接構(gòu)成，隔離放大器1和隔離放大器3的輸出端 接混頻電路，混頻電路的輸出端接低通濾波電路，低通濾波電路的輸出端接整形電 路1，整形電路1的輸出端接鑒相電路，隔離放大器2的輸出端 形電路2，整 形電路2的輸出端接分頻電路，，電路的輸出端接鑒相電路，鑒相電路的輸出端 接壓控振蕩器，壓控振蕩器的輸出端接隔離放大器3和隔離放大器4。
本實(shí)用新型的壓控振蕩器為電阻R1的一端接二極管D1的負(fù)極和電容C1的一 端、另一端接電容C2的一端并〗敏電阻R2接鑒相電路，二極管D1的正極和電容C2 的另一端接地，電容C1的另一端接場(chǎng)^，管Q1的柵極、晶^^蕩器Y1的一端、電阻R3和電容C3以及電容C4的一端，晶 蕩器Yl和電阻R3以及電容C3的另一 端接地，場(chǎng)^贓管Q1的漏tMl電阻R4接12V電源正極、源極接電容C4的另一端 和電容C5的一端以及隔離放大器3并通過(guò)線圈1和電阻R5接地，電容C5的另一端 接隔離放大器4的電容C18的一端。
本實(shí)用新型的隔離放大器3為電容C6的一端接場(chǎng)^M管Ql的源極、另一端 接集成電路Ul的反相輸入端3腳以，過(guò)電阻R7接集成電路Ul的7腳和12V電源 正極并fflil電阻R6接地，集成電路U5的同相輸入端2腳ffl31電阻R9接輸出端6腳 并通過(guò)電阻R8接電容C7的一端、4腳接地、輸出端6腳接電容C8的一端，電容C7 的另一端接地，電容C8的另一端接混頻電路的集成電路U2的1腳；戰(zhàn)的誠(chéng)電 路Ul的型號(hào)為CLC449，集成電路U2的型號(hào)為MPD~1 。
本實(shí)用新型的鑒相電路為集成電路U11的1腳,成電路U10A的7腳、3腳 接集成電路U3的輸出端7腳、9腳接三極管Q2的鄉(xiāng)極、10腳艦電阻R34接三 極管Q2的基極和電阻R36的一端以及電容C33的一端、5腳通過(guò)電阻R35接三極 管Q2的基極、2腳接11腳、4腳接13腳、14腳接5V電源正極、7腳接地、8腳通 過(guò)電阻R37接12V電源正極和三極管Q2的集電極以腿控振蕩器，電阻R36的另一 端接電容C31和電容C32的一端、三極管Q2的集電極接電容C31 電容C33的另一 端以及壓控振蕩器的R2;上述的集成電路Ull的型號(hào)為MC4044。
本實(shí)用新型采用了高精度、低噪聲偏差頻率產(chǎn)生器，該偏差頻率產(chǎn)生器以原子 鐘輸出的10MHz正弦信號(hào)作為參考，輸出10MHz+100Hz正弦信號(hào)，^#級(jí)頻^|定 度優(yōu)于1X10—12。本實(shí)用新型具有設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、生產(chǎn)g低、工作穩(wěn)定可靠、 測(cè)量時(shí)間精確m點(diǎn)，可在高精度頻率測(cè)量系統(tǒng)中推廣使用。


圖1是本實(shí)用新型的電氣原理方框圖。
圖2是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的電子線路原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但本實(shí)用新型不限于這 些實(shí)施例。
圖1是本實(shí)用新型的電氣原理方框圖，參見(jiàn)圖1。本實(shí)用新型是由隔離放大器1、 隔離方文大器2、隔離放大器3、隔離放大器4、混頻M、自振蕩器、低通^^波電路、跡鵬l、娜鵬2、分頻鵬、鑒相電路連接構(gòu)成。隔離放大器l和隔離 放大器3的輸出端接混頻電路，混頻電路的輸出端接低通搶波電路，低通濾波電路 的輸出端皿形電路1，整形電路1的輸出端接鑒相電路，隔離放大器2的輸出端接 整形電路2，整形電路2的輸出端接分頻電路，分頻電路的輸出端接鑒相電路，鑒相 電路的輸出端接壓控振蕩器，壓控振蕩器的輸出端接隔離放大器3和隔離放大器4。
10MHz參考信號(hào)一路經(jīng)過(guò)隔離放大器1輸入混頻電路，壓控振蕩器輸出的 10.0001MHz信號(hào)經(jīng)過(guò)隔離放大器3輸入混頻鵬。由混頻器輸出的差頻信號(hào)鄉(xiāng)超低 通濾波電路后送入整形電路1成為脈沖信號(hào)。
10MHz參考信號(hào)另一路鄉(xiāng)Si隔離放大器2送入整形電路2成為脈沖信號(hào)，此脈沖 信號(hào)經(jīng)分頻電,z，形成與整形電路1輸出脈沖信號(hào)具有相同頻率的脈沖信號(hào)。 分頻電路輸出的脈沖信號(hào)與整形電路1輸出的脈沖信號(hào)一起駄鑒相電路，鑒相電 路比較兩路脈沖信號(hào)的相位，輸出一個(gè)代表相位差的，電壓。將誤差電壓經(jīng)過(guò)濾 波放大后施加到壓控振蕩器上，使壓控振蕩器輸出信號(hào)頻率向著減小兩個(gè)脈沖信號(hào) 相縫的方向變化，使壓控振蕩器輸出信號(hào)S服宗上參考輸入信號(hào)。壓控振蕩器的信 號(hào)通過(guò)隔離放大器4，成為此頻率偏差產(chǎn)生器的最終輸出信號(hào)。
在圖2中，本實(shí)施例的壓控振蕩器由二極管Dl、場(chǎng)效應(yīng)管Q1、電阻R1 電 阻R5、電容C1 電容C5、晶WI蕩器Y1、電感Llii接構(gòu)成。電阻R1的一端接二 極管D1的負(fù)極和電容C1的一端、另一端接電容C2的一端并皿電阻R2接鑒相電 路，二極管Dl的正極和電容C2的另一端接地，電容C1的另一端、晶 蕩器￥1 的一端、電阻R3和電容C3以及電容C4的一端接場(chǎng)效應(yīng)管Ql的柵極，晶體振蕩 器Yl和電阻R3以及電容C3的另一端接地，場(chǎng)效應(yīng)管Ql的漏^1過(guò)電阻R4接12V 電源正極、源極接電容C4的另一端和電容C5的一端以及隔離放大器3并通過(guò)電 感L1和電阻R5接地，電容C5的另一端接隔離放大器4。，電J5M;電阻R1、電 阻R2加載到二極管D1， 二極管D1根據(jù)加載至IJ其上的腿小范圍改變自身電容，使 旨電路參數(shù)發(fā)生變化，改變輸出頻率，信號(hào)從場(chǎng)效應(yīng)管Ql的源極輸出。
本實(shí)施例的隔離放大器3由集成電路U1、電阻R6 電阻R9、電容C6 電容C8 連接構(gòu)成，集成,U1的型號(hào)為CLC449。電容C6的一端接場(chǎng)^/S管Q1的源極、另 一端接集成電路Ul的反相輸入端3腳以^M31電阻R7接集成,Ul的7腳和12V 電源正極并通過(guò)電阻R6接地，集成電路Ul的同相輸入端2腳通過(guò)電阻R9接輸出端6腳并M:電阻R8接電容C7的一端、4腳接地、輸出端6腳接電容C8的一端，電 容C7的另一端接地，電容C8的另一端接混頻電路。Mil^電容C6輸入的信號(hào)送 到電阻R6與電阻R7，電阻R6與電阻R7將輸入信號(hào)電 升到皿電路Ul工作的 電平，電阻R9、電阻R10和電容C11控制放大器的增益，放大后的信號(hào)由集成電 路U1的6腳輸出。
本實(shí)施例的隔離放大器l由集成電路U5、電阻R22 電阻R25、電容C21 電 容C23連接構(gòu)成，誠(chéng)電路U5的型號(hào)為CLC449。隔離放大器1的元器件以及元器件 的連接關(guān)系與隔離放大器3完全相同。10MHz的參考信號(hào)由電容C21的一端輸入，電 容C21的另一端接集成電路U5的反相輸入端3抓電容C23的另一端接混頻電路。 10MHz參考信號(hào)一路從C21 —端輸入，經(jīng)過(guò)齢電容電容C21輸出歪IJ集成電路U5， 集成電路U5將輸入的信號(hào)進(jìn)行放大后由6腳輸出到混頻電路。
本實(shí)施例的混頻電路由誠(chéng)電路U2構(gòu)成，誠(chéng)電路U2的型號(hào)為MPIM。誠(chéng) 電路U2的8腳接電容C23的另一端、1腳接隔離放大器3的C8的另一端、2腳和6 腳接地、5腳和7腳接地、4腳和3腳接低通熗波電路。從隔離放大器l輸出的信號(hào) 經(jīng)，合電容C23輸出至蝶成電路U2的8腳，隔離放大器3輸出的信號(hào)經(jīng)過(guò)耦合電 容C8送入集成電路U2的1腳， 電路U2的3腳和4腳連接在一起作為混頻器輸 出端口。
本實(shí)施例的低通濾波電路由電阻R10 電阻R13、電容C9 電容C16連接構(gòu)成。 電容C9的一端,成電路U2的3腳和4腳、另一^M過(guò)電阻R10接電容C10和電 容Cll的一端以及電阻Rll的一端，電阻Rll的另一端接電容C12和電容C13的一 端以及電阻R12的一端，電阻R12的另一端接電容C14和電容C15的一端以及電 阻R13的一端，電阻R13的另一端接電容C16的一端和整形電路1，電容C10 電 容C16的另一端接地。該電路將混頻器輸出的信號(hào)經(jīng)過(guò)濾除高頻干擾信號(hào)后輸出。
本實(shí)施例的整形電路1由集成電路U3、電阻R14 電阻R17、電容C17連接構(gòu)成， 集成電路U3的型號(hào)為MAX913。電阻R14的一端接低通搶波電路電阻R13的另一端、 另一端接集成電路U3的同相輸入端2腳并 電阻R15接地，集成電路U3的反相 輸A^3腳接電容C17的一端以^S3131電阻R17接地并3I31電阻R16接5V電源正極、 1腳接5V電源正極、4腳 6腳接地、輸出端7腳接鑒相電路。電阻R14與電阻R15 為限幅電阻，電阻R16、電阻R17與電容C17用于設(shè)置比較器的參考電平。 后的脈沖信號(hào)從集成電路U3的7腳輸出。
本實(shí)施例的隔離放大器2由集成電路U6、電阻R26 電阻R29、電容C27 電 容C29連接構(gòu)成，集成鵬U6的型號(hào)為CLC449。隔離放大器2的元器件以及元器件 的連接絲與隔離放大器3完全相同，10MHz的參考信號(hào)另一路由電容C27的一端輸 入，集成電路U6的輸出端6腳接電容C29的一端，電容C29的另一端^W電路2。 集成電路U6對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行放大后6腳輸出。
本實(shí)施例的整形電路2由皿電路U7、電阻R30 電阻R33、電容C30連接構(gòu)成， 集成電路U7的型號(hào)為MAX913。
電路2的元器件以及元器件的連接關(guān)系與整形電 路1完全相同，電阻R30的一端接隔離放大器2的電容C29的另一端，集成電路U7 的輸出端7腳接分頻電路。整形后的脈沖信號(hào)從集成電路U7的7腳輸出。
本實(shí)施例的分頻電路由集成電路U8A、集成電路U8B、集成電路U9A、集成電 路U9B、集成電路U10A連接構(gòu)成，集成電路U8A、集成電路U8B、集成電路U9A、集 成電路U9B、集成電路U10A的型號(hào)為SN74LS390。集成電路U8A的1腳接集成電 路U7輸出端7腳、4腳接3腳、7腳鶴成電路U8B的15腳，誠(chéng)電路U8B的12 腳接13腳、9腳接集成電路U9A的1腳，集成電路U9A的4腳接3腳、7腳鶴成 電路U9B的15腳，誠(chéng)電路U9B的12腳接13腳、9腳接集成電路U10A的1腳，集 成電路U10A的4腳接3腳、7腳接鑒相電路。從分頻電路輸出的脈沖信號(hào)頻率為輸 入脈沖信號(hào)頻率的1/100000。
本實(shí)施例的鑒相電路由集成電路Ull、三極管Q2、電阻R34 電阻R37、電 容C31 電容C33連接構(gòu)成，集成電路Ull的型號(hào)為MC4044。集成電路Ull的1腳 接集成電路U10A的7腳、3腳鶴成電路U3的輸出端7腳、9腳接三極管Q2的發(fā) 射極、10腳Mii電阻R34接三極管Q2的^I及和電阻R36的一端以及電容C33的一端、 5腳fflil電阻R35接三極管Q2的繊、2腳接11腳、4腳接13腳、14腳接5V電源 正極、7腳接地、8腳M^電阻R37接12V電源正極和三極管Q2的集電極以及壓控 振蕩器，電阻R36的另一端接電容C31和電容C32的一端、三極管Q2的集電極接電 容C31 電容C33的另一端以及壓控振蕩器。皿形電路1輸出的脈沖信號(hào)由, 電路mi的3腳輸入，從分頻電路輸出的脈沖信號(hào)由，電路U11的1腳輸入，兩 路脈沖信號(hào)在,電路Ull內(nèi)進(jìn)行相位比較后，由8腳輸出4撥相位差的i^電壓。 電阻R37控制三極管Q2的靜態(tài)電流，使三極管Q2工作，合的靜態(tài)工作點(diǎn)，三極管Q2、電阻R34 電阻R36與電容C31 電容C33共同組成有源^l^大電路，對(duì)集
成電路mi輸出的信號(hào)進(jìn)行放大。i^^jn極管Q2的集電極輸出，aai電阻Ri
與電阻R2施加到壓控振蕩器的，端，^ffi控振蕩器輸出信號(hào)足鵬上參考輸入信號(hào)。 本實(shí)施例的隔離放大器4由集成電路U4、電阻R18 電阻R21、電容C18 電 容C20連接構(gòu)成，,電路U4的型號(hào)為CLC449，隔離放大器4的元器件連接關(guān)系與 隔離放大器3完全相同。電容C18的一端接壓控振蕩電路的電容C5的另一端、另一 端鶴成電路U4的反相輸入端3腳，集成電路U4的輸出端6腳接電容C20的一端， 電容C20的另一端輸出。經(jīng)集成電路U4放大后的信號(hào)從6腳輸出，經(jīng)過(guò)耦合電容C20 輸出10MHz+100Hz正弦信號(hào)。
權(quán)利要求1、一種低噪聲偏差頻率產(chǎn)生器，特征在于它是由隔離放大器(1)、隔離放大器(2)、隔離放大器(3)、隔離放大器(4)、混頻電路、壓控振蕩器、低通濾波電路、整形電路(1)、整形電路(2)、分頻電路、鑒相電路連接構(gòu)成，隔離放大器(1)和隔離放大器(3)的輸出端接混頻電路，混頻電路的輸出端接低通濾波電路，低通濾波電路的輸出端接整形電路(1)，整形電路(1)的輸出端接鑒相電路，隔離放大器(2)的輸出端接整形電路(2)，整形電路(2)的輸出端接分頻電路，分頻電路的輸出端接鑒相電路，鑒相電路的輸出端接壓控振蕩器，壓控振蕩器的輸出端接隔離放大器(3)和隔離放大器(4)。
2、 按照權(quán)利要求1戶皿的低噪聲偏差頻率產(chǎn)生器，，征在于所說(shuō)的壓控振蕩 器為電阻(Rl)的一端接二極管(Dl)的負(fù)極和電容(Cl)的一端、另一端接電 容(C2)的一端并通過(guò)電阻(R2)接鑒相電路，二極管(Dl)的正極和電容(C2) 的另一端接地，電容(Cl)的另一端接場(chǎng)效應(yīng)管(Ql)的柵極、晶體振蕩器(Yl) 的一端、電阻(R3)和電容(C3)以及電容(C4)的一端，晶體振蕩器(Yl)和電 阻(R3)以及電容(C3)的另一端接地，場(chǎng)效應(yīng)管(Ql)的漏極通過(guò)電阻(R4)接 12V電源正極、源極接電容(C4)的另一端和電容(C5)的一端以及隔離放大器(3) 并M線圈(1)和電阻(R5)接地，電容(C5)的另一端接隔離放大器(4)的電 容(C18)的一端。
3、 按照權(quán)利要求1所述的低噪聲偏差頻率產(chǎn)生器，其特征在于所說(shuō)的隔離放大 器(3)為電容(C6)的一端接場(chǎng)安贓管(Ql)的源極、另一端接誠(chéng)電路(m) 的反相輸入端3腳以M31電阻(R7)接集成電路(Ul)的7腳和12V電源正極并 通過(guò)電阻(R6)接地，集成電路(U5)的同相輸入端2腳通過(guò)電阻(R9)接輸出端6 腳并通過(guò)電阻(R8)接電容(C7)的一端、4腳接地、輸出端6腳接電容(C8)的一 端，電容(C7)的另一端接地，電容(C8)的另一端接混頻電路的集成電路(U2) 的l腳；，的集成電路(Ul)的型號(hào)為CLC449，集成電路(U2)的型號(hào)為MPIM。
4、 按照權(quán)利要求1所述的低噪聲偏差頻率產(chǎn)生器，，征在于所說(shuō)的鑒相電路 為集成電路(U11)的l腳接集成電路(U10A)的7腳、3腳，幾成電路OJ3)的 輸出端7腳、9腳接三極管(Q2)的發(fā)射極、10腳3131電阻(R34)接三極管(Q2)的SI及和電阻(R36)的一端以及電容(C33)的一端、5腳衝過(guò)電阻(R35)接三極 管(Q2)的^t及、2腳接11腳、4腳接13腳、14腳接5V電源正極、7腳接地、8 腳通過(guò)電阻(R37)接12V電源正極和三極管(Q2)的集電極以及壓控振蕩器，電 阻(R36)的另一端接電容(C31)和電容(C32)的一端、三極管(Q2)的集電極接 電容(C31) 電容(C33)的另一端以及壓控振蕩器的(R2);，的 電路(U11) 的型號(hào)為M C4044。
專利摘要一種低噪聲偏差頻率產(chǎn)生器，它是由隔離放大器1、隔離放大器2、隔離放大器3、隔離放大器4、混頻電路、壓控振蕩器、低通濾波電路、整形電路1、整形電路2、分頻電路、鑒相電路連接構(gòu)成，隔離放大器1和隔離放大器3的輸出端接混頻電路，混頻電路的輸出端接低通濾波電路，低通濾波電路的輸出端接整形電路1，整形電路1的輸出端接鑒相電路，隔離放大器2的輸出端接整形電路2，整形電路2的輸出端接分頻電路，分頻電路的輸出端接鑒相電路，鑒相電路的輸出端接壓控振蕩器，壓控振蕩器的輸出端接隔離放大器3和隔離放大器4。本實(shí)用新型具有設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低、工作穩(wěn)定可靠、測(cè)量時(shí)間精確等優(yōu)點(diǎn)，可在高精度頻率測(cè)量系統(tǒng)中推廣使用。
文檔編號(hào)G01R15/00GK201229367SQ20082002975
公開(kāi)日2009年4月29日 申請(qǐng)日期2008年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月28日
發(fā)明者王丹妮, 王文利, 趙愛(ài)萍 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院國(guó)家授時(shí)中心