[发明专利]频率相位微调系统

说明书

本发明涉及一种频率相位微调系统，包括：模拟倍频模块，用于接收时钟源信号，并对时钟源信号进行模拟倍频，输出倍频信号DDS模块，连接模拟倍频模块，用于基于倍频信号输出DDS信号PLL模块，包括锁相环电路和恒温晶振；其中，锁相环电路分别连接DDS模块和恒温晶振，用于根据DDS信号对恒温晶振进行锁相；恒温晶振，用于输出锁相信号。本申请采用DDS加PLL相结合的方式实现，引入自动控制的原理，既保证频率调整分辨率和输出信号的质量，又可通过合理的控制策略实现量程范围内的频率微调和相位微调。

技术领域

本发明涉及时间频率技术领域，特别是涉及一种频率相位微调系统。

背景技术

时间是起七个基本物理量之一，时间和频率是个相对关系，目前世界上所用的时间为协调世界钟(UTC，Universal Time Coordinated)，其时间的计量方法主要是采用铯原子钟作为频率源，对频率源进行分频得到基本的时间计时单元。进一步地，除铯原子钟外，原子钟还可以铷原子钟和氢原子钟为主，频率的稳定度能够达到E-12至E-16的量级。

但是频率稳定度和频率准确度是两个不同的指标，二者合称为精度，不同的原子钟之间的频率准确度各有差异，从而衍生出频率源驯服和频率相位微调的概念。驯服技术是对频率源的频率进行自动控制，使其调整到较为准确的频率上面。驯服技术需要一个较好的基准源，令被驯服的频率源跟着基准源跑，从而提升频率源的准确度。而频率相位微调技术是已知或者测量出频率源的固有频率或者相位偏差，采用一定的方式来改正频率源的输出频率和相位的方法，该方法简易理解，控制灵活，可应用在一些特征的场景中，例如需要某一个特定频率(或者频率偏差)的源。

频率和相位微调技术通常的实现方式是DDS(Direct Digital Synthesizer，直接数字式频率合成器)技术，通过改变DDS的频率控制字和相位控制字来实现，然而，若调整DDS输出信号的频率和相位，会导致输出信号的精度和信号频谱的纯度大打折扣，即传统技术存在无法同时兼顾实现频率相位微调和保证输出信号质量的问题。

发明内容

基于此，有必要提供一种既可实现频率相位微调，又能保证输出信号的质量的频率相位微调系统。

一种频率相位微调系统，包括：

模拟倍频模块，用于接收时钟源信号，并对时钟源信号进行模拟倍频，输出倍频信号；

DDS模块，连接模拟倍频模块，用于基于倍频信号输出DDS信号；

PLL模块，包括锁相环电路和恒温晶振；其中，锁相环电路分别连接DDS模块和恒温晶振，用于根据DDS信号对恒温晶振进行锁相；恒温晶振，用于输出锁相信号。

在其中一个实施例中，频率相位微调系统还包括连接恒温晶振的时差测量模块；

时差测量模块，用于接收时钟源信号和锁相信号，并通过数字双混频时差法获取时钟源信号和锁相信号之间的相位差；

DDS模块，用于根据相位差调整DDS信号的相位。

在其中一个实施例中，锁相环电路包括：

分频器，连接恒温晶振，用于对锁相信号进行分频，并得到分频信号；

鉴频鉴相器，分别连接分频器和DDS模块，用于比较DDS信号与分频信号，得到误差电压；

环路滤波器，分别连接鉴频鉴相器和恒温晶振，用于对误差电压进行过滤，并将过滤后的误差电压输出至恒温晶振。

在其中一个实施例中，环路滤波器为环路带宽小于1Hz，且阻尼系数大于或等于0.7的高阶滤波器。

在其中一个实施例中，环路滤波器包括隔离放大器、第一电容、第二电容、第三电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻；