時間間隔測量不確定度的檢定，規(guī)程中明確僅使用一個固定時間間隔Ins測量。很明顯，這種固定單點(diǎn)脈寬的檢定方法，從TDC電路粗計(jì)數(shù)器后的殘余脈寬來講，為一個固定的殘余脈寬，體現(xiàn)不出TDC電路的放大非線性度(直接決定了測量不確定度)。
[0027]依據(jù)國軍標(biāo)《GJB/J2762-1996頻率長期特性測量方法》，標(biāo)準(zhǔn)中使用本振對比法，衡量的時間間隔寬度有1118、10118、100118、11118、101118、1001118、18等點(diǎn)。這些脈寬點(diǎn)的取定，是從檢定測量范圍來確定的，但是從TDC電路粗計(jì)數(shù)器后的殘余脈寬來講，基本為一個固定的殘余脈寬。以上面的時間間隔點(diǎn)為例，例證如下:使用本振對比法檢定，TDC電路粗計(jì)數(shù)器后的殘余脈寬變化為兩個本振在Ius、1us、10us、lms、10ms、100ms、Is間隔產(chǎn)生的TI變化，假如兩個本振頻偏為1E-9，則對應(yīng)的TI變化分別為If s、1f s、10f s、Ips、1ps、lOOps、1ns，這個殘余脈寬變化是相當(dāng)小的，基本是TDC電路的一個固定殘余脈寬。明顯，這種檢定方法，也體現(xiàn)不出TDC電路的放大非線性度性能(直接決定了測量不確定度)。
[0028]如圖3所示，本發(fā)明的本發(fā)明一種受控頻偏的時間間隔測量精度計(jì)量檢定方法，包括以下步驟，
[0029]步驟S101:通過頻率綜合儀控制AF = 0，Δ Φ取不同的值，用于評估固定時間間隔測量的背景噪聲。
[0030]步驟S102:通過頻偏Δ F/F在O，Δ F/F的不同取值，產(chǎn)生連續(xù)受控的高精度時間間隔。
[0031 ]步驟S103:選擇合適的頻偏△ F/F值，對被測??Μ儀表的背景噪聲和不確定度進(jìn)行高精度計(jì)量檢測。
[0032]檢測時，選擇合適的△F/F值，可以同時準(zhǔn)確對被測TIM儀表的背景噪聲和不確定度兩個指標(biāo)進(jìn)行高精度計(jì)量檢測。其中合適的A F/F值選取是，隨著△ F/F的增加，鋸齒波的周期將對應(yīng)減小，直至減小到一個鋸齒波周期內(nèi)的采樣點(diǎn)嚴(yán)重不足，而最終會造成測量曲線變成無法觀測到周期的背景噪聲。這個合適的A F/F或TIM儀表采樣率的選擇依據(jù)是:在一個TDC放大非線性度歷經(jīng)周期內(nèi)需要有足夠多的等距采樣點(diǎn)(應(yīng)在1000個采樣點(diǎn)以上)；這樣才可以同時評估時間間隔測量的背景誤差噪聲和不確定度兩個指標(biāo)。
[0033]步驟S104:通過數(shù)據(jù)處理，將固定AF/F頻偏的影響消除。其具體方法如下:校正后的TIE測量值=實(shí)際測量TIE值-Δ F/F*T，其中T為每個測量值對應(yīng)測量開始時刻的時間。消除后的時間間隔數(shù)據(jù)直接體現(xiàn)出被測儀器測量的噪聲和測量不確定度。如圖4所示，本發(fā)明某個被測TIM設(shè)備的時間間隔誤差(TIE)測量曲線。該TIE曲線形象而直觀地體現(xiàn)了時間間隔測量設(shè)備或儀器的關(guān)鍵性能。曲線中類似周期鋸齒波的峰峰幅度為0.3ns，反映出該設(shè)備或儀器各態(tài)歷經(jīng)的時間間隔測量不確定度為0.3ns;鋸齒波的毛刺起伏為0.1ns，反映的是該設(shè)備或儀器在固定時間寬度下的時間間隔測量背景噪聲為0.1ns。
[0034]雖然以上描述了本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，但是本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這些僅是舉例說明，可以對本實(shí)施方式作出多種變更或修改，而不背離發(fā)明的原理和實(shí)質(zhì)，本發(fā)明的保護(hù)范圍僅由所附權(quán)利要求書限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種受控頻偏的時間間隔測量精度計(jì)量檢定方法，其特征在于，包括以下步驟， 步驟S101:通過頻率綜合儀控制AF = 0，Δ Φ取不同的值，用于評估固定時間間隔測量的背景噪聲； 步驟S102:通過頻偏Δ F/F在O，Δ F/F的不同取值，產(chǎn)生連續(xù)受控的高精度時間間隔；步驟S103:選擇合適的頻偏AF/F值，對被測TIM儀表的背景噪聲和不確定度進(jìn)行高精度計(jì)量檢測； 步驟S104:通過數(shù)據(jù)處理，將固定△ F/F頻偏的影響消除。2.按照權(quán)利要求1所述的一種受控頻偏的時間間隔測量精度計(jì)量檢定方法，其特征在于:所述步驟S103中選擇合適的頻偏△ F/F值為隨著△ F/F的增加，鋸齒波的周期將對應(yīng)減小，直至減小到一個鋸齒波周期內(nèi)的采樣點(diǎn)嚴(yán)重不足，而最終會造成測量曲線變成無法觀測到周期的背景噪聲，選擇此時的頻偏A F/F值。3.按照權(quán)利要求1所述的種受控頻偏的時間間隔測量精度計(jì)量檢定方法，其特征在于:所述步驟S104中通過數(shù)據(jù)處理，消除AF/F頻偏的影響為校正后的TIE測量值=實(shí)際測量TIE值-Δ F/F*T，其中T為每個測量值對應(yīng)測量開始時刻的時間。4.一種受控頻偏的時間間隔測量精度計(jì)量檢定裝置，其特征在于:包括參考源和頻率綜合儀器，所述參考源分別與被計(jì)量TIM設(shè)備的參考信號輸入端和通道A相連接，所述參考源與頻率綜合儀的參考輸入端相連接，所述頻率綜合儀與被計(jì)量TIM設(shè)備的通道B相連接。
【專利摘要】本發(fā)明涉及時間間隔測量精度技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種受控頻偏的時間間隔測量精度計(jì)量檢定方法，包括以下步驟，步驟S101:評估固定時間間隔測量的背景噪聲；步驟S102：產(chǎn)生連續(xù)受控的高精度時間間隔；步驟S103：選擇合適的頻偏ΔF/F值，對被測TIM儀表的背景噪聲和不確定度進(jìn)行高精度計(jì)量檢測；步驟S104：通過數(shù)據(jù)處理，將固定ΔF/F頻偏的影響消除。本發(fā)明還包括一種受控頻偏的時間間隔測量精度計(jì)量檢定裝置，包括參考源和頻率綜合儀器，所述參考源分別與被計(jì)量TIM設(shè)備的參考信號輸入端和通道A相連接，所述參考源與頻率綜合儀的參考輸入端相連接，所述頻率綜合儀與被計(jì)量TIM設(shè)備的通道B相連接。采用上述方法和裝置后，本發(fā)明使得時間間隔測量計(jì)量檢定精度達(dá)到5ps。
【IPC分類】G04F10/00
【公開號】CN105629704
【申請?zhí)枴緾N201610021523
【發(fā)明人】李樹洲, 韓春好, 蔡志武, 杜燕, 藺玉亭, 孫海燕, 張軍, 李強(qiáng), 趙景斐, 趙潤, 王豐, 李齡, 閆芳君, 張健鋌, 王濤
【申請人】北京衛(wèi)星導(dǎo)航中心
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2016年1月14日