[发明专利]基于高精度相频分析的频率稳定度测量方法以及系统

权利要求书

1.基于高精度相频分析的频率稳定度测量方法，其特征在于，包括以下具体步骤：

S1.将待测模拟频率信号和参考模拟频率信号分别进行模数转换，得到两路数字采样信号；

S2.S1得到的两路数字采样信号分别进行数字正交下变频处理后，得到两路数字差频信号；

S3.S2得到的两路数字差频信号分别进行高精度相频分析处理后，得到两路频率相位测量结果；

S4.S3得到的两路频率相位测量结果分别进行相位差分计算，得到两路频率测量结果序列；

S5.对S4得到的两路频率测量结果序列进行频率差分计算，得到待测模拟频率信号和参考模拟频率信号的频率差分测量结果序列；

S6.对S5得到的频率差分测量结果序列进行重叠阿伦方差计算，得到待测模拟频率信号相对参考模拟频率信号的频率稳定度测量结果。

2.根据权利要求1所述的基于高精度相频分析的频率稳定度测量方法，其特征在于，S2中通过两个独立同步的数字正交下变频单元分别对两路数字采样信号进行数字正交下变频处理。

3.根据权利要求1所述的基于高精度相频分析的频率稳定度测量方法，其特征在于，S1中的待测模拟频率信号和参考模拟频率信号并行、同步进行模数转换处理。

4.根据权利要求1所述的基于高精度相频分析的频率稳定度测量方法，其特征在于，S3中的高精度相频分析处理采用快速傅里叶变换FFT与CZT联合频谱放大算法：首先，计算数字差频信号的FFT，获得数字差频信号的低分辨率频谱，从而得到粗频率估计结果；然后，以粗频率估计结果为放大中心，通过CZT进行高分辨率的局部频谱放大，得到高精度的信号频谱结果，从而得到高精度的频率和相位测量结果。

5.基于高精度相频分析的频率稳定度测量系统，其特征在于，该测量系统包括待测频率源、参考频率源、第一和第二模数转换器、第一和第二数字正交下变频单元、第一和第二高精度相频分析单元、第一和第二相位差分计算单元、频率差分计算单元以及重叠阿伦方差计算单元，其中，待测频率源、第一模数转换器、第一数字正交下变频单元、第一高精度相频分析单元与第一相位差分计算单元依次连接，参考频率源、第二模数转换器、第二数字正交下变频单元、第二高精度相频分析单元与第二相位差分计算单元依次连接，第一和第二相位差分计算单元分别与频率差分计算单元连接，频率差分计算单元与重叠阿伦方差计算单元连接。

6.根据权利要求5所述的基于高精度相频分析的频率稳定度测量系统，其特征在于，第一和第二数字正交下变频单元通过本振频率和初始相位精确可调的数控振荡器和乘法器实现数字正交下变频，进而通过降采样技术降低输出数字信号的采样频率，并行实时同步地输出数字差频信号。

7.根据权利要求5所述的基于高精度相频分析的频率稳定度测量系统，其特征在于，第一和第二模数转换器并行、同步地完成对待测频率源和参考频率源输出的模拟频率信号执行采样和数字化处理。

8.根据权利要求5所述的基于高精度相频分析的频率稳定度测量系统，其特征在于，第一和第二数字正交下变频单元为独立同步的两个数字正交下变频单元。

9.根据权利要求5所述的基于高精度相频分析的频率稳定度测量系统，其特征在于，第一和第二高精度相频分析单元均采用快速傅里叶变换FFT与CZT联合频谱放大算法进行高精度相频分析处理，具体为：首先，计算数字差频信号的FFT，获得数字差频信号的低分辨率频谱，从而得到粗频率估计结果；然后，以粗频率估计结果为放大中心，通过CZT进行高分辨率的局部频谱放大，得到高精度的信号频谱结果，从而得到高精度的频率和相位测量结果。