專利名稱：一種頻率比對裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及原子頻標領(lǐng)域，特別涉及一種頻率比對裝置。
背景技術(shù)：
原子頻標作為高穩(wěn)定、高精度的時間同步源，正被廣泛應用于航天、通訊等眾多領(lǐng)域。隨著原子頻標技術(shù)的進步，原子頻標產(chǎn)品正朝著高技術(shù)指標發(fā)展。目前，國產(chǎn)氫鐘的Is級頻率穩(wěn)定度達到4E - 13，日頻率穩(wěn)定度達到4E - 15。在測量頻率穩(wěn)定度時，通常需要先測量出被測信號與參考信號的頻率差，再計算被測信號的頻率穩(wěn)定度，因此，測出的頻率差的精確度直接影響著頻率穩(wěn)定度的精確度。

實用新型內(nèi)容為了測得高精度的頻率差，本實用新型實施例提供了一種頻率比對裝置。所述技術(shù)方案如下:本實用新型實施例提供了一種頻率比對裝置，所述裝置包括:用于采用預定倍數(shù)對參考信號頻率進行倍頻的第一倍頻器；用于采用所述預定倍數(shù)對被測信號頻率進行倍頻的第二倍頻器；用于對所述第一·倍頻器和所述第二倍頻器的輸出信號進行頻差倍增的頻差倍增器；用于對所述頻差倍增器的輸出頻率進行測量的計數(shù)器；以及用于根據(jù)所述計數(shù)器的測量結(jié)果，計算所述被測信號和所述參考信號的頻率差的處理模塊；其中，所述頻差倍增器分別與所述第一倍頻器、所述第二倍頻器和所述計數(shù)器電連接，所述計數(shù)器還與所述處理模塊電連接。其中，所述第一倍頻器包括:肖特基二極管倍頻器、諧振回路、第一濾波器、三極管倍頻器和第二濾波器；所述諧振回路分別與所述肖基特二極管倍頻器和所述第一濾波器電連接，所述三極管倍頻器分別與所述第一濾波器和所述第二濾波器電連接。進一步地，所述第一倍頻器還包括:功率放大器，所述功率放大器與所述第二濾波器電連接。進一步地，所述第二倍頻器結(jié)構(gòu)與所述第一倍頻器相同。其中，所述處理模塊為計算機或單片機。本實用新型實施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是:通過采用相同倍數(shù)對參考信號和被測信號進行倍頻，通過頻差倍增器對倍頻后的參考信號和被測信號進行頻差倍增，通過計數(shù)器測量頻差倍增器的輸出頻率，再計算出參考信號和被測信號的頻率差，通過倍頻和頻差倍增將參考信號與被測信號之間的頻率差放大后，便于計數(shù)器獲得高測量精度的測量結(jié)果，從而使得最終測量結(jié)果精度高。
為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本實用新型實施例提供的頻率比對裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型實施例提供的頻率比對裝置的第一倍頻器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
[0021]為使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本實用新型實施方式作進一步地詳細描述。實施例本實用新型實施例提供了一種頻率比對裝置，參見圖1，該裝置包括:第一倍頻器1、第二倍頻器2、頻差倍增器3、計數(shù)器4和處理模塊5，頻差倍增器3分別與第一倍頻器1、第二倍頻器2和計數(shù)器4電連接，該計數(shù)器4還與處理模塊5電連接。第一倍頻器I用于采用預定倍數(shù)對參考信號頻率進行倍頻；第二倍頻器2用于采用預定倍數(shù)對被測信號頻率進行倍頻；頻差倍增器3用于對第一倍頻器I和第二倍頻器2的輸出信號進行頻差倍增；計數(shù)器4用于對頻差倍增器3的輸出頻率進行測量；處理模塊5用于根據(jù)計數(shù)器4的測量結(jié)果，計算被測信號和參考信號的頻率差。其中，如圖2所示，第一倍頻器I包括:肖特基二極管倍頻器11、諧振回路12、第一濾波器13、三極管倍頻器14和第二濾波器15 ;諧振回路12分別與肖基特二極管倍頻器11和第一濾波器13電連接，三極管倍頻器14分別與第一濾波器13和第二濾波器15電連接。其中，肖特基二極管倍頻器11和三極管倍頻器14的倍數(shù)分別為5倍和2倍。進一步地，第一倍頻器I還包括:功率放大器16，該功率放大器16與第二濾波器15電連接。進一步地，第二倍頻器2結(jié)構(gòu)與第一倍頻器I相同。具體地，處理模塊5為計算機或單片機。具體地，頻差倍增是指對兩個頻標信號，通過多次倍頻、混頻、濾波及放大把兩個頻標信號的頻率差加以放大的方法。它的優(yōu)點是把頻率差放大后，便于使用簡單的儀器來獲得高測量精度的測量結(jié)果。設(shè)fo為第一倍頻器I輸出頻率值，第二倍頻器2輸出頻率值為fx=fO+Af,即fx與f0之間的頻率差為Af。通過一級倍增得到:mfx-(m-l) f0=f0+mA f ；倍增法常將參考信號頻率倍增9倍，被測信號頻率倍增10倍，則經(jīng)第一級倍增后得差頻:
10fx-9f0=f0+10 Δ f。經(jīng)過多級倍增后，將依次得到 f0+102 Δ f，f0+103 Δ f，......,f0+10nAf,
即將Af擴大了 10"倍。在頻差倍增器中，倍頻電路對頻率差加中心頻率進行倍增，混頻電路把基礎(chǔ)頻率拉回到原來的f0上，使得頻率差得到倍增。值得說明的是，為了避免產(chǎn)生附加噪聲，所以不能無限制地倍增，一般將Af擴大IO6倍即可。通過計數(shù)器4測量頻差倍增后的頻率值 +10ηΛ f，處理模塊5根據(jù)第一倍頻器I和第二倍頻器2的預定倍數(shù)、頻差倍增器3的頻差倍增倍數(shù)和級數(shù)、以及參考信號頻率可計算得到參考信號和被測信號的頻率差。容易知道，處理模塊5在得到頻率差后，可以進一步計算被測信號的以下頻率特性:相對頻偏或頻率準確度，老化率、日波動、重現(xiàn)性、開機特性等，以及頻率穩(wěn)定度。具體計算方法這里不再贅述。本實用新型實施例通過采用相同倍數(shù)對參考信號和被測信號進行倍頻，通過頻差倍增器對倍頻后的參考信號和被測信號進行頻差倍增，通過計數(shù)器測量頻差倍增器的輸出頻率，再計算出參考信號和被測信號的頻率差，通過倍頻和頻差倍增將參考信號與被測信號之間的頻率差放大后，便于計數(shù)器獲得高測量精度的測量結(jié)果，從而使得最終測量結(jié)果精度高。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實現(xiàn)上述實施例的全部或部分步驟可以通過硬件來完成，也可以通過程序來指令相關(guān)的硬件完成，所述的程序可以存儲于一種計算機可讀存儲介質(zhì)中，上述提到的存儲介質(zhì)可以是只讀存儲器，磁盤或光盤等。以上所述僅為本實用新型的較佳實 施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種頻率比對裝置，其特征在于，所述裝置包括: 用于采用預定倍數(shù)對參考信號頻率進行倍 頻的第一倍頻器； 用于采用所述預定倍數(shù)對被測信號頻率進行倍頻的第二倍頻器； 用于對所述第一倍頻器和所述第二倍頻器的輸出信號進行頻差倍增的頻差倍增器； 用于對所述頻差倍增器的輸出頻率進行測量的計數(shù)器； 以及用于根據(jù)所述計數(shù)器的測量結(jié)果，計算所述被測信號和所述參考信號的頻率差的處理模塊； 其中，所述頻差倍增器分別與所述第一倍頻器、所述第二倍頻器和所述計數(shù)器電連接，所述計數(shù)器還與所述處理模塊電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第一倍頻器包括:肖特基二極管倍頻器、諧振回路、第一濾波器、三極管倍頻器和第二濾波器；所述諧振回路分別與所述肖基特二極管倍頻器和所述第一濾波器電連接，所述三極管倍頻器分別與所述第一濾波器和所述第二濾波器電連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述第一倍頻器還包括:功率放大器，所述功率放大器與所述第二濾波器電連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的裝置，其特征在于，所述第二倍頻器結(jié)構(gòu)與所述第一倍頻器相同。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的裝置，其特征在于，所述處理模塊為計算機或單片機。
專利摘要本實用新型公開了一種頻率比對裝置，屬于原子頻標領(lǐng)域。所述裝置包括第一倍頻器、第二倍頻器、頻差倍增器、計數(shù)器和處理模塊；其中，所述頻差倍增器分別與所述第一倍頻器、所述第二倍頻器和所述計數(shù)器電連接，所述計數(shù)器還與所述處理模塊電連接。本實用新型通過采用相同倍數(shù)對參考信號和被測信號進行倍頻，通過頻差倍增器對倍頻后的參考信號和被測信號進行頻差倍增，通過計數(shù)器測量頻差倍增器的輸出頻率，再計算出參考信號和被測信號的頻率差，通過倍頻和頻差倍增將參考信號與被測信號之間的頻率差放大后，便于計數(shù)器獲得高測量精度的測量結(jié)果，從而使得最終測量結(jié)果精度高。
文檔編號G01R23/14GK203117287SQ20132006287
公開日2013年8月7日 申請日期2013年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月4日
發(fā)明者雷海東 申請人:江漢大學