[发明专利]一种测量微小频率偏差的系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及测量技术，尤其涉及一种测量微小频率偏差的系统及方法。

背景技术

高精度时钟的使用使得对时钟测量的精度要求越来越高。传统的测量频率方法有频率计数法和周期计时法两种。频率计数法是在一个固定的时间内对被测信号的周期进行计数，该计数正比于信号频率，此方法适用于较高频率的测量；周期计时法是对被测量信号的一个或固定几个周期进行计时，该时间反比于被测量信号的频率，此方法适用于低频信号的测量。

在实际使用中，我们经常会需要用到一些频率标准信号(如频率为5M、10M的信号)，但由于技术上的限制，往往由信号发生器产生的信号的频率都与要求的标准值有一定的微小偏差。由于该值很小，所以使用者很难使用上述两种传统方法测量出该偏差的准确值。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种测量微小频率偏差的系统及方法。

本发明采用的技术方案是：

本发明提供了一种测量微小频率偏差的系统，包括：两个频率放大模块、混频器、低通滤波器、波形变换模块和频率测量模块；

第一、第二频率放大模块分别用于将基准信号和待测信号进行频率放大后发送给所述混频器；

所述混频器用于将放大后的所述基准信号和待测信号混频后下变频得到的信号后发送给所述低通滤波器；

所述低通滤波器用于将中频信号滤出后发送给所述波形变换模块；

所述波形变换模块用于将所述滤出的中频信号转换成数字信号后输出给所述频率测量模块；

所述频率测量模块用于对所述数字信号进行测量后得到所述微小频率偏差。

进一步地，所述频率测量模块用所述基准信号作为采样时钟，对所述数字信号进行频率测量。

进一步地，所述系统还包括第三频率放大模块，其用于将所述基准信号放大后发送给所述频率测量模块；所述频率测量模块将所述放大后的基准信号作为采样时钟，对所述数字信号进行频率测量。

进一步地，所述频率测量模块为现场可编程门阵列模块。

进一步地，所述第一、第二频率放大模块分别为两个频率综合器，其用于将所述基准信号和待测信号分别放大整数倍或非整数倍。

进一步地，所述第三频率放大模块为一倍频器，其用于将所述基准信号放大整数倍。

本发明还提供了一种应用上述系统测量微小频率偏差的方法，包括以下步骤：

a、第一、第二频率放大模块分别将基准信号和待测信号进行频率放大后发送给混频器；

b、所述混频器将放大后的所述基准信号和待测信号混频后下变频得到的信号后发送给低通滤波器；

c、所述低通滤波器将中频信号滤出后发送给波形变换模块；

d、所述波形变换模块将所述滤出的中频信号转换成数字信号后输出给频率测量模块；

e、所述频率测量模块对所述数字信号进行频率测量，得到所述微小频率偏差。

进一步地，步骤e中，所述频率测量模块用所述基准信号作为采样时钟，对所述数字信号进行频率测量。

进一步地，步骤e中，所述频率测量模块用经第三频率放大模块放大后的基准信号作为采样时钟，对所述数字信号进行频率测量。

进一步地，步骤a中，所述第一、第二频率放大模块分别为两个频率综合器，其将所述基准信号和待测信号分别放大整数倍或非整数倍。

与现有技术相比较，本发明引入频率综合器对基准频率和待测频率均进行倍频，同时也将频率偏差放大。又在倍频的频率选取上，选取不同的倍频值，这样，混频后就产生了包含放大的频率偏差的中频信号，使得后级的低通滤波器易于将此中频信号滤出。这种引入中频混频的方法，一方面保证了将频率偏差放大，另一方面使变换后的中频信号容易滤出，避免混频后高阶分量的干扰，提高了可实现性。

此外，本发明还使用FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)模块作为频率测量模块，使用倍频后的基准频率作为采样频率，能够实现对放大了的微小频率偏差信号进行快速、高精度的频率测量。

附图说明

图1为本发明实施例中测量微小频率偏差的系统结构示意图；

图2是本发明实施例中测量双恒温晶体振荡器(OCXO)所用系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本发明的技术方案进行更详细的说明。

如图1所示，测量微小频率偏差的系统包括：两个频率综合器、混频器、低通滤波器、波形变换模块、倍频器、频率测量模块(可以为FPGA模块，但不限于采用此模块)。

其中：