專(zhuān)利名稱：頻率信號(hào)穩(wěn)定度多路檢定裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電子領(lǐng)域，特別涉及一種頻率信號(hào)穩(wěn)定度多路檢定裝置。
背景技術(shù)：
根據(jù)國(guó)家計(jì)量檢定規(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)行檢定，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)的檢定，一般采用兩種方法比相法和比時(shí)法?，F(xiàn)有技術(shù)中采用比相法對(duì)一臺(tái)被測(cè)頻率源進(jìn)行檢定時(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)檢定多臺(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)行檢定時(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)檢定多臺(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)本實(shí)用新型的過(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)檢定多臺(tái)被測(cè)頻率源時(shí)，都存在著相應(yīng)的檢定設(shè)備的復(fù)用問(wèn)題，造成耗時(shí)及設(shè)備成本的提高。

實(shí)用新型內(nèi)容為了降低檢定信號(hào)穩(wěn)定度的成本，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種頻率信號(hào)穩(wěn)定度多路檢定裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)多臺(tái)被測(cè)頻率源進(jìn)行同時(shí)檢定。所述技術(shù)方案如下本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種頻率信號(hào)穩(wěn)定度多路檢定裝置，具體包括多路分頻模塊、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(mén)秒信號(hào)和每路關(guān)門(mén)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(mén)秒信號(hào)、每路關(guān)門(mén)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(mén)秒信號(hào)和每路關(guān)門(mén)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)。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(mén)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(mén)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(mén)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(mén)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(mén)單元；所述與門(mén)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。其中，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 = (Ati+1-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；
1 M-I阿侖方差計(jì)算式為σ2=1ΛΣ[(Δ///),+1-(Δ///).]2表
Am _ 1J /=1，
示阿侖方差平方值，M為采樣點(diǎn)數(shù)，為大于1的整數(shù)。本實(shí)用新型實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來(lái)的有益效果是通過(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)在檢定裝置中檢測(cè)多路信號(hào)，避免了檢定設(shè)備的復(fù)用，降低了檢定信號(hào)穩(wěn)定度的成本。


5[0028]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例1中提供的頻率信號(hào)穩(wěn)定度多路檢定裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例2中提供的頻率信號(hào)穩(wěn)定度多路檢定裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例2中提供的單一化電路的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例2中提供的時(shí)間間隔計(jì)數(shù)器的工作原理圖。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。實(shí)施例1參見(jiàn)圖1，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種頻率信號(hào)穩(wěn)定度多路檢定裝置，所述裝置包括多路分頻模塊101、時(shí)間隔離計(jì)數(shù)器102、鎖存器103和計(jì)算模塊104，所述時(shí)間隔離計(jì)數(shù)器102分別與所述多路分頻模塊101和所述鎖存器103進(jìn)行連接，所述多路分頻模塊101 連接所述計(jì)算模塊104 ；所述多路分頻模塊101包括N個(gè)互相獨(dú)立的單一化電路，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)參考時(shí)鐘源信號(hào)進(jìn)行處理得到每路開(kāi)門(mén)秒信號(hào)和每路關(guān)門(mén)秒信號(hào)，并對(duì)被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)進(jìn)行分頻得到分頻信號(hào)，使該分頻信號(hào)的頻率值小于或等于該參考時(shí)鐘源信號(hào)的頻率值；將每路開(kāi)門(mén)秒信號(hào)、每路關(guān)門(mén)秒信號(hào)和分頻信號(hào)發(fā)送給時(shí)間隔離計(jì)數(shù)器102，并獲取鎖存器103保存的每個(gè)被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)的頻率值，將被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)的頻率值發(fā)送給計(jì)算模塊104 ；所述時(shí)間隔離計(jì)數(shù)器102，根據(jù)所述多路分頻模塊101發(fā)送的每路開(kāi)門(mén)秒信號(hào)和每路關(guān)門(mén)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，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103 ；所述鎖存器103，用于保存所述時(shí)間隔離計(jì)數(shù)器102發(fā)送的每路被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)的頻率值，并將每路被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)的頻率值發(fā)送給多路分頻模塊101 ；所述計(jì)算模塊104，獲取多路分頻模塊101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，得到被測(cè)時(shí)鐘源的穩(wěn)定度數(shù)據(jù)。本實(shí)用新型實(shí)施例提供的裝置，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)在檢定裝置中檢測(cè)多路信號(hào)，避免了檢定設(shè)備的復(fù)用，降低了檢定信號(hào)穩(wěn)定度的成本。實(shí)施例2參見(jiàn)圖2，本實(shí)施例提供了一種頻率信號(hào)穩(wěn)定度多路檢定裝置，具體包括多路分頻模塊201、時(shí)間隔離計(jì)數(shù)器202、鎖存器203和PC機(jī)204，時(shí)間隔離計(jì)數(shù)器202分別與多路分頻模塊201和鎖存器203進(jìn)行連接，多路分頻模塊201連接PC機(jī)204 ；其中，多路分頻模塊201包括若干個(gè)互相獨(dú)立的單一化電路2011，每個(gè)單一化電路接收每路被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)和每路參考時(shí)鐘源信號(hào)，對(duì)每路參考時(shí)鐘源信號(hào)進(jìn)行處理得到 IPPS的開(kāi)門(mén)秒信號(hào)和IPPS的關(guān)門(mén)秒信號(hào)，對(duì)每路被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)進(jìn)行分頻處理得到分頻信號(hào)，使分頻信號(hào)的頻率值小于或等于參考時(shí)鐘源信號(hào)的頻率值；即每個(gè)單一化電路均對(duì)參考時(shí)鐘源信號(hào)進(jìn)行處理，得到IPPS的開(kāi)門(mén)秒信號(hào)和 IPPS的關(guān)門(mén)秒信號(hào)，若有N個(gè)單一化電路，則分別得到相互獨(dú)立的N路IPPS的開(kāi)門(mén)秒信號(hào)和N路IPPS的關(guān)門(mén)秒信號(hào)；每個(gè)單一化電路對(duì)被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)進(jìn)行分頻處理得到分頻信號(hào)，使每路分頻信號(hào)的頻率值小于或等于參考時(shí)鐘源信號(hào)的頻率值，若有N個(gè)單一化電路， 則分別得到相互獨(dú)立的N路分頻信號(hào)。該多路分頻模塊201還將每路IPPS的開(kāi)門(mén)秒信號(hào)和每路IPPS的關(guān)門(mén)秒信號(hào)發(fā)送給時(shí)間隔離計(jì)數(shù)器，獲取鎖存器203中保存的每路被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)的頻率值，將該被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)的頻率值發(fā)送給PC機(jī)204，由PC機(jī)204進(jìn)行計(jì)算。時(shí)間隔離計(jì)數(shù)器202，接收多路分頻模塊201的每路單一化電路發(fā)送的每路IPPS 的開(kāi)門(mén)秒信號(hào)、每路IPPS的關(guān)門(mén)秒信號(hào)和分頻信號(hào)，并根據(jù)每路IPPS的開(kāi)門(mén)秒信號(hào)和每路 IPPS的關(guān)門(mén)秒信號(hào)對(duì)分頻信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，得到被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)的頻率值，并將被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)的頻率值發(fā)送給鎖存器203。鎖存器203，用于保存時(shí)間隔離計(jì)數(shù)器發(fā)送的被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)的頻率值，并將每路被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)的頻率值發(fā)送給多路分頻模塊201。PC機(jī)204中設(shè)有計(jì)算模塊，用于從多路分頻模塊201中獲取每路被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)的頻率值，并對(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及日穩(wěn)定度的阿侖方差計(jì)算，得到被測(cè)時(shí)鐘源的穩(wěn)定度數(shù)據(jù)。本實(shí)用新型的檢定裝置的基本原理為被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)和參考時(shí)鐘源信號(hào)輸入多路分頻模塊，由多路分頻模塊對(duì)接收的被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)和參考時(shí)鐘源信號(hào)分別進(jìn)行處理，其中，多路分頻模塊包括多個(gè)單一化電路，單一化電路的具體數(shù)目本發(fā)明不做限定，一般可以大于或等于被檢測(cè)的被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)的數(shù)目，以使每路被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)通過(guò)每路對(duì)應(yīng)的單一化電路進(jìn)行檢測(cè)。下面，以單一化電路處理被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)1和參考時(shí)鐘源信號(hào)為例來(lái)說(shuō)明單一化電路的工作原理對(duì)于參考時(shí)鐘源信號(hào)，處理后得到IPPS的開(kāi)門(mén)秒信號(hào)和IPPS的關(guān)門(mén)秒信號(hào)，對(duì)于被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào) 1，進(jìn)行分頻處理，使分頻處理后的被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)1的頻率值小于或等于參考時(shí)鐘源信號(hào)的頻率值；并將該IPPS的開(kāi)門(mén)秒信號(hào)和IPPS的關(guān)門(mén)秒信號(hào)均送至?xí)r間隔離計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)。時(shí)間隔離計(jì)數(shù)器接收多路分頻模塊發(fā)送的每路參考時(shí)鐘源的開(kāi)門(mén)秒信號(hào)、每路參考時(shí)鐘源的關(guān)門(mén)秒信號(hào)和每路被測(cè)時(shí)鐘源的分頻信號(hào)，根據(jù)每路開(kāi)門(mén)秒信號(hào)和每路關(guān)門(mén)秒信號(hào)對(duì)每路被測(cè)時(shí)鐘源信號(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；并將該被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)的頻率值發(fā)送至鎖存器進(jìn)行保存。另外，多路分頻模塊還從鎖存器中獲取被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)的頻率值，并通過(guò)數(shù)據(jù)通信接口發(fā)送給PC機(jī)，由PC機(jī)中的計(jì)算模塊對(duì)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，得到被測(cè)時(shí)鐘源的穩(wěn)定度數(shù)據(jù)。其中，數(shù)據(jù)通信接口可以為RS232接口，RS(Recommend Standard)代表推薦標(biāo)準(zhǔn)，232是標(biāo)識(shí)號(hào)。其中，參見(jiàn)圖3，每個(gè)單一化電路2011包括隔離放大電路201 la、計(jì)數(shù)器201 Ib、鎖存單元2011c、微處理器2011d、DDS單元2011e、濾波整形單元2011f和與門(mén)單元2011g ；隔離放大電路2011a，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)一路輸入計(jì)數(shù)器2011b，另一路輸入DDS單元201 Ie ；計(jì)數(shù)器2011b，連接隔離放大電路2011a和鎖存單元2011c，對(duì)隔離放大電路2011a 發(fā)送的信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)得到被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)的頻率值，并將頻率值發(fā)送給鎖存單元2011c ；其中，在多路分頻模塊中設(shè)置計(jì)數(shù)器，能夠?qū)Ρ粶y(cè)時(shí)鐘源信號(hào)的頻率值進(jìn)行粗略計(jì)數(shù)，使微處理器根據(jù)被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)的頻率值發(fā)送控制命令。鎖存單元2011c，保存計(jì)數(shù)器2011b發(fā)送的頻率值，并將頻率值發(fā)送給微處理器 2011a ；微處理器2011d，與鎖存單元2011c和與門(mén)單元2011g進(jìn)行連接，訪問(wèn)鎖存單元中保存的被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)的頻率值，向DDS單元2011e發(fā)送控制命令，并向與門(mén)單元2011g發(fā)送控制信號(hào)；DDS單元201 le，與隔離放大電路2011a進(jìn)行連接，接收隔離放大電路2011a輸入的信號(hào)，并根據(jù)微控制器2011a發(fā)送的控制命令對(duì)該信號(hào)進(jìn)行變頻，輸出頻率時(shí)鐘信號(hào)。其中，DDS單元只負(fù)責(zé)將隔離放大電路輸入進(jìn)來(lái)的頻率信號(hào)進(jìn)行變頻率，而變成多少是通過(guò)微處理器通過(guò)控制命令來(lái)決定的，實(shí)際應(yīng)用中，微處理器發(fā)給與門(mén)單元的控制信號(hào)，是命令字形式的，只有為‘ 1’時(shí)，與門(mén)才有可能輸出；微處理器發(fā)送給DDS單元的是數(shù)字信號(hào)，用于編程，而隔離放大電路給DDS的模擬信號(hào)，用于頻率轉(zhuǎn)換。濾波整形單元2011f，連接DDS單元2011e和與門(mén)單元2011g，用于對(duì)DDS單元 2011e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)，并將濾波信號(hào)發(fā)送給與門(mén)單元 2011g。其中，DDS單元輸出的頻率時(shí)鐘信號(hào)是模擬信號(hào)，通過(guò)濾波整形單元對(duì)該模擬信號(hào)進(jìn)行濾波整形后得到數(shù)字信號(hào)‘0’或‘1’，該數(shù)字信號(hào)同時(shí)與微處理器輸出的數(shù)字信號(hào)‘0’ 或‘1，進(jìn)行與門(mén)運(yùn)算。與門(mén)單元2011g，接收濾波整形單元2011f發(fā)送的濾波信號(hào)和微處理器輸出的控制信號(hào)，對(duì)濾波信號(hào)和控制信號(hào)進(jìn)行與運(yùn)算，當(dāng)與運(yùn)算結(jié)果為1時(shí)輸出與運(yùn)算結(jié)果。下面以被測(cè)時(shí)鐘源1的單一化電路為例進(jìn)行說(shuō)明被測(cè)時(shí)鐘源1加載到圖3中的頻率源信號(hào)端，經(jīng)隔離放大電路處理后，一路信號(hào)輸入計(jì)時(shí)器，另一路信號(hào)輸入DDS單元中，其中，計(jì)數(shù)器對(duì)被測(cè)時(shí)鐘源1進(jìn)行計(jì)數(shù)，得到相應(yīng)的被測(cè)時(shí)鐘源的頻率值，并將該被測(cè)時(shí)鐘源的頻率值發(fā)送至鎖存單元進(jìn)行保存；微處理器通過(guò)對(duì)鎖存單元的訪問(wèn)得到被測(cè)時(shí)鐘源1的頻率值，并通過(guò)向DDS單元發(fā)送命令字，改寫(xiě)DDS單元中的被測(cè)時(shí)鐘源1的頻率信號(hào)的分頻值，使DDS單元輸出的信號(hào)為IPPS ；DDS單元輸出的IPPS信號(hào)發(fā)送給濾波整形單元進(jìn)行濾波整形處理，經(jīng)濾波整形單元和微處理器控制的一路‘0’或‘1’信號(hào)送至，經(jīng)過(guò)與門(mén)單元的‘與’運(yùn)算輸出受微處理器‘0’、‘1’控制的檢測(cè)用Ipps的信號(hào)。多路分頻模塊中的其他單一化電路對(duì)于被測(cè)時(shí)鐘源信號(hào)及參考時(shí)鐘源信號(hào)的處理方式均相同，本發(fā)明實(shí)施例在此不再贅述。其中，本實(shí)用新型實(shí)施例中時(shí)間間隔計(jì)數(shù)器具體為高精度時(shí)間間隔計(jì)數(shù)器，該高精度時(shí)間間隔計(jì)數(shù)器工作時(shí)的開(kāi)門(mén)信號(hào)和關(guān)門(mén)信號(hào)如圖4所示，本實(shí)用新型實(shí)施例假設(shè)A 為參考時(shí)鐘源，B為被測(cè)時(shí)鐘源，同時(shí)被檢定的時(shí)鐘源N= 10臺(tái)，采樣的時(shí)間T為天，可以有如下的方案對(duì)N = 1的被測(cè)時(shí)鐘源1，在某一天的早上6:01，微處理器給圖4中參考時(shí)鐘源 ‘與’門(mén)‘1’信號(hào)，當(dāng)圖4中A時(shí)鐘源(即參考時(shí)鐘源)上升沿觸發(fā)時(shí)，與門(mén)單元的與運(yùn)算得到‘1’，并啟動(dòng)高精度時(shí)間間隔計(jì)數(shù)器的開(kāi)門(mén)信號(hào)，計(jì)數(shù)器開(kāi)始計(jì)數(shù)；同時(shí)微處理器給圖 4中被測(cè)時(shí)鐘源1 ‘與’門(mén)‘1’信號(hào)，當(dāng)圖4中B時(shí)鐘源(即被測(cè)時(shí)鐘源)上升沿觸發(fā)時(shí)，與門(mén)單元的與運(yùn)算得到‘1’，并關(guān)閉高精度時(shí)間間隔計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)操作，計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)；從而得到一個(gè)被測(cè)時(shí)鐘源1與參考時(shí)鐘源時(shí)差數(shù)據(jù)、?？梢栽诖稳赵缟?:01，重復(fù)執(zhí)行上面過(guò)程，得到一個(gè)被測(cè)時(shí)鐘源1與參考時(shí)鐘源的時(shí)差數(shù)據(jù)t2，有At1 = t2-、，再重復(fù)上面At1的過(guò)程，存在如下關(guān)系A(chǔ)ti = ti+1-ti0對(duì)于其他的被測(cè)時(shí)鐘源2、被測(cè)時(shí)鐘源3……被測(cè)時(shí)鐘源10的測(cè)量方法與上述測(cè)量被測(cè)時(shí)鐘源1的方法一樣，只是可以將測(cè)量時(shí)間選擇在除了早上6:01以外的任何其他時(shí)間，如早上6:02、早上6:03、…早上6:10等均可。本實(shí)用新型實(shí)施例的采樣時(shí)間為“天”， 且對(duì)每一臺(tái)被測(cè)時(shí)鐘源檢定的時(shí)間都會(huì)間隔一天，因而本實(shí)用新型實(shí)施例利用了一天中的不同時(shí)間對(duì)不同的被測(cè)時(shí)鐘源進(jìn)行檢測(cè)，相當(dāng)于在一天內(nèi)完成了 N臺(tái)被測(cè)時(shí)鐘源的測(cè)量， 實(shí)現(xiàn)了同時(shí)檢定多臺(tái)被測(cè)時(shí)鐘源。本實(shí)用新型實(shí)施例提供的頻率信號(hào)穩(wěn)定度多路檢定裝置，可以在短時(shí)間內(nèi)完成多臺(tái)時(shí)鐘源的檢定，如N = 10臺(tái)，其他時(shí)間可以讓檢定裝置進(jìn)行休息。根據(jù)上述檢定裝置的檢定結(jié)果，計(jì)算出被測(cè)時(shí)鐘源i的頻率偏移率(AfVf)i = (Atw-Ati)/⑴；其中，f表示被測(cè)量時(shí)鐘源信號(hào)的頻率值，Δ f/f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)；△ ti+1_ Δ ti表示兩次測(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)間周期，在采樣的時(shí)間T為“天”時(shí)，t = 86400秒。將上述被測(cè)時(shí)鐘源i的頻率偏移率代入阿侖方差計(jì)算式中，獲取被測(cè)時(shí)鐘源的穩(wěn)定度信息，其中阿侖方差計(jì)算式具體為
ιM-Iσ2 = ——— X [(Δ/ / f)i+l - (Δ/ / /) J2
Am ~ 丄)/=1其中，頻率穩(wěn)定度的時(shí)域表征為阿侖方差，M為采樣點(diǎn)數(shù)，為大于1的任意整數(shù)； σ 2表示阿侖方差平方值，根據(jù)阿侖方差計(jì)算式得到的Δ f/f表示被測(cè)時(shí)鐘源的頻率穩(wěn)定度數(shù)據(jù)，ο 2越小，得到的被測(cè)時(shí)鐘源的頻率穩(wěn)定度數(shù)據(jù)Δ f/f越好。本實(shí)用新型實(shí)施例提供的裝置，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)，獲取到阿侖方差，從而能夠在同一時(shí)間內(nèi)檢定出多個(gè)被測(cè)時(shí)鐘源的頻率穩(wěn)定度，避免了檢定設(shè)備的復(fù)用，降低了檢定信號(hào)穩(wěn)定度的成本。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例的全部或部分步驟可以通過(guò)硬件來(lái)完成，也可以通過(guò)程序來(lái)指令相關(guān)的硬件完成，所述的程序可以存儲(chǔ)于一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中，上述提到的存儲(chǔ)介質(zhì)可以是只讀存儲(chǔ)器，磁盤(pán)或光盤(pán)等。[0079] 以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種頻率信號(hào)穩(wěn)定度多路檢定裝置，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(mén)秒信號(hào)和每路關(guān)門(mén)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(mén)秒信號(hào)、每路關(guān)門(mén)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(mén)秒信號(hào)和每路關(guān)門(mén)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(mén)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(mén)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(mén)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(mén)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(mén)單元；所述與門(mén)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
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種頻率信號(hào)穩(wěn)定度多路檢定裝置，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，并在所述多路分頻模塊中設(shè)置若干個(gè)互相獨(dú)立的單一化電路。本實(shí)用新型通過(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)在檢定裝置中檢測(cè)多路信號(hào)，避免了檢定設(shè)備的復(fù)用，降低了檢定信號(hào)穩(wěn)定度的成本。
文檔編號(hào)G01R23/02GK202230133SQ20112026912
公開(kāi)日2012年5月23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)