[发明专利]一种基于延迟线的绝对频差测量方法及系统及装置及介质

说明书

本发明公开了一种基于延迟线的绝对频差测量方法及系统及装置及介质，所述方法包括：本地晶振产生输出信号；对输出信号进行分频处理，获得周期位于延迟线测量器件测量范围的脉冲信号；通过延迟线测量器件对分频后的脉冲信号进行脉冲周期的测量，获得频率偏差值；基于延迟线测量器件输出的频率偏差值，生成对应的控制输出；将控制输出转换为本地晶振实际的频率控制量；基于频率控制量对本地晶振的输出频率进行控制，补偿本地晶振输出信号的偏差；本发明能够补偿本地晶振输出信号的偏差，且补偿精度较高。

技术领域

本发明涉及时频设备信号处理领域，具体地，涉及一种基于延迟线的绝对频差测量方法及系统及装置及介质。

背景技术

在时频设备的守时过程中，即外部没有GPS/BDS或其他信源提供参考时钟(例如：秒脉冲)时，本地晶振将由于本身的老化特性或温度特性出现频率漂移。为了在无外部参考时钟时稳定正常的输出本地频率信号，需要对晶振的频率偏移进行补偿。

传统的补偿方式一般分为两个步骤：

步骤1：通过长时间有外部参考时钟源的情况下，对本地晶振老化参数或温度参数进行记录；

步骤2：在无外部参考源的情况下，根据步骤1中记录的数据，拟合出老化曲线并进行补偿；

上述方式存在一个明显的问题，即：拟合曲线与实际曲线存在一定的偏差，当间隔长时间，例如3天以上进行处理时，拟合曲线补偿无法达到所需要的精度。

发明内容

为了解决传统补偿方式存在的精度不足的问题，本发明提供了一种基于延迟线的绝对频差测量方法及系统及装置及介质。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于延迟线的绝对频差测量方法，所述方法包括：

本地晶振产生输出信号；

对输出信号进行分频处理，获得周期位于延迟线测量器件测量范围的脉冲信号；

通过延迟线测量器件对分频后的脉冲信号进行脉冲周期的测量，获得频率偏差值；

基于延迟线测量器件输出的频率偏差值，生成对应的控制输出；

将控制输出转换为本地晶振实际的频率控制量；

基于频率控制量对本地晶振的输出频率进行控制，补偿本地晶振输出信号的偏差。

其中，本方法导入一种在无外部参考时钟的情况下，通过分频输出-延迟线脉冲宽度-偏差补偿三个步骤，对本地晶振的频率进行独立测量，并补偿晶振频率的方法，避免了传统采用采用拟合曲线与实际曲线进行比较的缺陷，提高了本地晶振频偏补偿的精度。

本方法将本地晶振的频率偏移转换为一种可进行独立测量的信号，再通过对该信号的测量，提取出频率的偏差。

由于延迟线测量器件采用电路延迟测量的方式进行时延测量，其测量过程独立于本地晶振的特性。特别的，超声中使用的高分辨率脉冲间隔测量器件(如TDC-GP21)，具有非常好的测量精度(可以达到1ps分辨力)，可以满足频偏1ppb以上晶振的频率监控。

优选的，本方法中本地晶振的标称输出频率为f₀，周期T₀，本地晶振的输出存在频率偏移Δf，对应一个周期内存在ΔT的偏差，频偏系数F_{oc_delta}＝Δf/f₀，对应到时域，即F_{oc_delta}＝ΔT/T₀。

优选的，本方法中通过分频处理生成周期位于延迟线测量范围的脉冲信号，脉冲信号周期为T_div，T_div＝T×N，其中，T为原周期，N为分频系数，脉冲信号一个周期的时间偏差为ΔT_div＝ΔT×N。