[发明专利]一种频率校准装置及频率综合器

说明书

技术领域

本发明涉及微波领域，特别是涉及一种频率校准装置及频率综合器。

技术背景

随着电子设备的发展，电子系统对频率源提出了愈来愈高的要求，通过锁相技术得到高质量的微波频率综合发生器的微波锁相频率源技术也得到很大发展。

一般的锁相频率源均采用内置一个恒温晶振作为时钟基准，输出的微波频率信号采用锁相的方式与该基准相关，其频率是该基准频率的N倍（N为大于0的实数）。通过锁相方式获得的输出频率的准确度也等于时钟基准的频率准确度。当恒温晶振由于长期老化或者环境变化导致了频率发生漂移时，频率综合器的输出频率也会同时发生漂移，这时就需要对频率综合器进行频率校准。校准都是对频综的内置晶振进行的。通常采用两种方法，一是采用补偿的方法，二是通过对恒温晶振的频率进行测量，并调谐电压进行调节校准。

补偿的方法是通过对恒温晶振的长期老化数据进行测试统计，并拟合出其长期频率老化曲线，再根据晶振的运行时间对晶振调谐电压进行控制，通过已知的调谐电压和频率的对应关系，来计算补偿出正确的输出频率。

这种方法对恒温晶振的批量一致性要求很高。另外，恒温晶振的长期老化情况涉及到很多因数，包括晶体本身，封装形式，使用环境等，都是不可预计且各不相同的。因此按照一种曲线是不能完全预计和补偿其频率漂移，很可能对校准准确度产生影响。

测量的方法是通过高精度的频率计来直接对晶振输出频率进行测量，通过测量值与正确的频率值的差值，来手动或者自动调节晶振的调谐电压，使其回到正确的输出频率。

而这种方法成本较高，需要一台精度高的测试仪器，而且也需要搭建一个测试调节环境，使用麻烦、效率较低。

综上所述，现有的测试装置或方法无法同时达到校准准确度高、成本低、使用方便、使用效率高的目的。

发明内容

为了解决这些潜在问题，本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种校准准确度较高 、成本低廉、使用简单、高效的频率校准装置及频率综合器。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：

一种频率校准装置，其特征在于，包括：

输入端口，用于接收参考信号并输出；其中所述参考信号为经过频率准确度计量过的预定信号；

锁相电路，用于接收所述输入端口输出的所述参考信号，将频率综合器的内置晶振的输出信号频率锁定到所述参考信号的频率。

进一步地，所述锁相电路包括鉴相器，所述鉴相器的输入端连接所述输入端口，所述鉴相器的输出端连接环路滤波器的输入端，所述环路滤波器的输出端连接所述内置晶振，所述内置晶振还通过分频器连接所述鉴相器；

所述分频器用于将所述内置晶振的输出信号频率降低N倍后输出到所述鉴相器中，其中N为正整数。

进一步地，所述参考信号的频率为5MHz、10MHz、50MHz、100MHz中个任一个频率值。

一种频率校准装置，还包括：

开关单元、MCU，

所述开关单元第一动端连接所述环路滤波器，第二动端连接所述MCU信号输出端，固定端连接所述内置晶振。

所述MCU信号接收端与所述环路滤波器的输出端连接，用于连续接收I个所述环路滤波器输出端输出的电压值，若所述电压值连续J次均相同，所述MCU存储所述连续J次均相同的电压值，作为锁定电压，其中，I≥5，4≤J≤I；

否则，所述MCU根据所述内置晶振的频率与所述参考信号的频率计算得到相应的N值，控制所述分频器改变N值，

如果所述任一个频率值均不能得到所述锁定电压，则所述MCU控制所述开关单元切换到所述第二动端。

优选的，所述开关单元为单刀双掷开关。

进一步地，当校准失败时，所述MCU信号输出端将存储的校准前的锁定电压施加到所述内置晶振上，用于恢复所述晶振的输出频率。

一种频率校准装置，还包括检波单元，所述检波单元输入端连接所述输入端口，输出端连接所述MCU，用于接收所述参考信号，将所述参考信号转换为检波电压输出；

所述MCU还用于接收所述检波电压信号，与预定的门限电压做比较，判断所述检波电压信号是否可以输入到所述锁相电路中，若是，则控制所述开关单元切换到所述第一动端。

所述MCU中存储有所述预定的门限电压。

本发明同时提供一种频率综合器，包括内置晶振，还包括所述的频率校准装置，用于校准所述内置晶振。