本發(fā)明涉及信號(hào)處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種信號(hào)源穩(wěn)定性測(cè)量系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

信號(hào)源的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)是是時(shí)頻研究工作的一個(gè)重要方面，被廣泛用于信號(hào)處理中。一般來說，組成信號(hào)源的各部件噪聲引起的整機(jī)輸出頻率起伏是各態(tài)歷經(jīng)的，因此它可以用隨機(jī)統(tǒng)計(jì)理論中的方差表征。

現(xiàn)有技術(shù)中，一般利用相對(duì)頻偏起伏的標(biāo)準(zhǔn)方差來表征信號(hào)源的頻率穩(wěn)定度。若令f₀為信號(hào)源的平均頻率，則在取樣時(shí)間τ內(nèi)，輸出頻率的相對(duì)頻偏為：

然而，本申請(qǐng)發(fā)明人通過長期實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)中的上述方案存在如下技術(shù)問題：對(duì)于各類信號(hào)源輸出信號(hào)而言，其輸出頻率的相對(duì)頻偏起伏量y_τ(t)的大小與快慢受冪律譜噪聲模型中所列的5種噪聲的影響，并且當(dāng)信號(hào)源輸出頻率中有α＝－1的閃爍調(diào)頻噪聲時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)方差發(fā)散，即對(duì)長采樣時(shí)間，標(biāo)準(zhǔn)方差的統(tǒng)計(jì)值不收斂，此外當(dāng)系統(tǒng)預(yù)熱間不同時(shí)，得出的信號(hào)漂移率是不同的。

可見，現(xiàn)有技術(shù)中的采用相對(duì)頻偏起伏的標(biāo)準(zhǔn)方差來測(cè)量信號(hào)源的穩(wěn)定性的方法，存在準(zhǔn)確性不高的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種信號(hào)源穩(wěn)定性測(cè)量系統(tǒng)及方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中采用相對(duì)頻偏起伏的標(biāo)準(zhǔn)方差來測(cè)量信號(hào)源的穩(wěn)定性的方法，存在準(zhǔn)確性不高的技術(shù)問題。

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種信號(hào)穩(wěn)定性測(cè)量系統(tǒng)，所述測(cè)量系統(tǒng)包括：歸一化處理模塊、頻率測(cè)量模塊和穩(wěn)定性計(jì)算模塊，其中，

所述歸一化處理模塊，用于根據(jù)參考頻率和預(yù)設(shè)的需要分頻的信號(hào)頻率，獲得分頻數(shù)值；根據(jù)所述分頻數(shù)值，獲得采樣時(shí)間信號(hào)；歸一化處理被測(cè)信號(hào)，獲得標(biāo)準(zhǔn)1MHz信號(hào)頻率；

所述頻率測(cè)量模塊，用于根據(jù)所述采用時(shí)間信號(hào)對(duì)所述被測(cè)信號(hào)進(jìn)行時(shí)域頻率測(cè)量，獲得所述被測(cè)信號(hào)的頻率值；

穩(wěn)定性計(jì)算模塊，用于將所述頻率值進(jìn)行阿倫方差處理，獲得所述被測(cè)信號(hào)的頻率穩(wěn)定度值；并對(duì)所述穩(wěn)定度值進(jìn)行線形擬合，獲得測(cè)量結(jié)果，以對(duì)所述被測(cè)信號(hào)進(jìn)行穩(wěn)定性測(cè)量。

可選的，所述歸一化處理模塊還用于：

將所述參考頻率進(jìn)行放大處理；

根據(jù)預(yù)設(shè)的采樣時(shí)間和公式獲得分頻數(shù)值，其中，f₀為參考頻率，f為需要分頻的信號(hào)頻率，D為分頻數(shù)值。

可選的，所述歸一化處理模塊還用于：

根據(jù)所述被測(cè)信號(hào)，獲得分頻后的第一頻率；

根據(jù)所述第一頻率，獲得所述被測(cè)信號(hào)的粗頻率值；

根據(jù)所述粗頻率值，獲得標(biāo)準(zhǔn)1MHz信號(hào)頻率。

可選的，所述頻率測(cè)量模塊還用于：

根據(jù)所述采樣時(shí)間信號(hào)，獲得被測(cè)信號(hào)的第一脈沖和參考時(shí)鐘的第二脈沖；

根據(jù)所述第一脈沖、第二脈沖和所述參考頻率，獲得所述被測(cè)信號(hào)的頻率值。

可選的，所述測(cè)量系統(tǒng)還包括：輸出模塊，用于輸出所述測(cè)量結(jié)果。

基于同樣的方法構(gòu)思，本發(fā)明第二方面提供了一種信號(hào)穩(wěn)定性測(cè)量方法，所述方法包括：

根據(jù)參考頻率和預(yù)設(shè)的需要分頻的信號(hào)頻率，獲得分頻數(shù)值；

根據(jù)所述分頻數(shù)值，獲得采樣時(shí)間信號(hào)；

歸一化處理被測(cè)信號(hào)，獲得標(biāo)準(zhǔn)1MHz信號(hào)頻率；

根據(jù)所述采用時(shí)間信號(hào)對(duì)所述被測(cè)信號(hào)進(jìn)行時(shí)域頻率測(cè)量，獲得所述被測(cè)信號(hào)的頻率值；

將所述頻率值進(jìn)行阿倫方差處理，獲得所述被測(cè)信號(hào)的頻率穩(wěn)定度值；

對(duì)所述穩(wěn)定度值進(jìn)行線形擬合，獲得測(cè)量結(jié)果，以對(duì)所述被測(cè)信號(hào)進(jìn)行穩(wěn)定性測(cè)量。

可選的，所述根據(jù)參考頻率和預(yù)設(shè)的需要分頻的信號(hào)頻率獲得分頻數(shù)值，包括：

將所述參考頻率進(jìn)行放大處理；

根據(jù)預(yù)設(shè)的采樣時(shí)間和公式獲得分頻數(shù)值，其中，f₀為參考頻率，f為需要分頻的信號(hào)頻率，D為分頻數(shù)值。

可選的，所述歸一化處理被測(cè)信號(hào)，獲得標(biāo)準(zhǔn)1MHz信號(hào)頻率，包括：

根據(jù)所述被測(cè)信號(hào)，獲得分頻后的第一頻率；

根據(jù)所述第一頻率，獲得所述被測(cè)信號(hào)的粗頻率值；

根據(jù)所述粗頻率值，獲得標(biāo)準(zhǔn)1MHz信號(hào)頻率。

可選的，所述根據(jù)所述采用時(shí)間信號(hào)對(duì)所述被測(cè)信號(hào)進(jìn)行時(shí)域頻率測(cè)量，獲得所述被測(cè)信號(hào)的頻率值，包括：

根據(jù)所述采樣時(shí)間信號(hào)，獲得被測(cè)信號(hào)的第一脈沖和參考時(shí)鐘的第二脈沖；

根據(jù)所述第一脈沖、第二脈沖和所述參考頻率，獲得所述被測(cè)信號(hào)的頻率值。

可選的，所述方法還包括：輸出所述測(cè)量結(jié)果。

本發(fā)明實(shí)施例中提供的一個(gè)或多個(gè)技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點(diǎn)：

本申請(qǐng)實(shí)施例提供的信號(hào)源穩(wěn)定性測(cè)量系統(tǒng)及方法，通過歸一化處理模塊根據(jù)所述分頻數(shù)值，獲得采樣時(shí)間信號(hào)，并對(duì)被測(cè)信號(hào)歸一化處理獲得標(biāo)準(zhǔn)1MHz信號(hào)頻率；然后通過所述頻率測(cè)量模塊對(duì)所述被測(cè)信號(hào)進(jìn)行時(shí)域頻率測(cè)量，獲得所述被測(cè)信號(hào)的頻率值，以此獲得準(zhǔn)確的被測(cè)信號(hào)的頻率值，最后通過穩(wěn)定性計(jì)算模塊，對(duì)頻率值進(jìn)行阿倫方差處理，獲得所述被測(cè)信號(hào)的頻率穩(wěn)定度值；并對(duì)所述穩(wěn)定度值進(jìn)行線形擬合，從而獲得測(cè)量結(jié)果，以對(duì)所述被測(cè)信號(hào)進(jìn)行穩(wěn)定性測(cè)量，解決了解決現(xiàn)有技術(shù)中采用相對(duì)頻偏起伏的標(biāo)準(zhǔn)方差來測(cè)量信號(hào)源的穩(wěn)定性的方法，存在準(zhǔn)確性不高的技術(shù)問題，可以準(zhǔn)確獲取被測(cè)信號(hào)的頻率值，并提高被測(cè)信號(hào)穩(wěn)定性測(cè)量的準(zhǔn)確性。

上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉本發(fā)明的具體實(shí)施方式。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例中信號(hào)源穩(wěn)定性測(cè)量系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中歸一化模塊的邏輯結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖2中被測(cè)信號(hào)的處理圖；

圖4為圖1中頻率測(cè)量模塊的信號(hào)采集示意圖；

圖5為圖1中頻率測(cè)量模塊的處理示意圖；

圖6為圖1中穩(wěn)定性計(jì)算模塊的計(jì)算結(jié)果圖。

圖7為本發(fā)明實(shí)施例中信號(hào)源穩(wěn)定性測(cè)量方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供本一種信號(hào)源穩(wěn)定性測(cè)量系統(tǒng)及方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中采用相對(duì)頻偏起伏的標(biāo)準(zhǔn)方差來測(cè)量信號(hào)源的穩(wěn)定性的方法，存在準(zhǔn)確性不高的技術(shù)問題。實(shí)現(xiàn)了信號(hào)源穩(wěn)定性的準(zhǔn)確測(cè)量。

本申請(qǐng)實(shí)施例中的技術(shù)方案，總體思路如下：

一種信號(hào)穩(wěn)定性測(cè)量系統(tǒng)，所述測(cè)量系統(tǒng)包括：歸一化處理模塊、頻率測(cè)量模塊和穩(wěn)定性計(jì)算模塊，其中，所述歸一化處理模塊，用于根據(jù)參考頻率和預(yù)設(shè)的需要分頻的信號(hào)頻率，獲得分頻數(shù)值；根據(jù)所述分頻數(shù)值，獲得采樣時(shí)間信號(hào)；歸一化處理被測(cè)信號(hào)，獲得標(biāo)準(zhǔn)1MHz信號(hào)頻率；所述頻率測(cè)量模塊，用于根據(jù)所述采用時(shí)間信號(hào)對(duì)所述被測(cè)信號(hào)進(jìn)行時(shí)域頻率測(cè)量，獲得所述被測(cè)信號(hào)的頻率值；穩(wěn)定性計(jì)算模塊，用于將所述頻率值進(jìn)行阿倫方差處理，獲得所述被測(cè)信號(hào)的頻率穩(wěn)定度值；并對(duì)所述穩(wěn)定度值進(jìn)行線形擬合，獲得測(cè)量結(jié)果，以對(duì)所述被測(cè)信號(hào)進(jìn)行穩(wěn)定性測(cè)量。

上述系統(tǒng)通過歸一化處理模塊，獲得標(biāo)準(zhǔn)1MHz信號(hào)頻率，并通過頻率測(cè)量模塊根據(jù)所述采用時(shí)間信號(hào)對(duì)所述被測(cè)信號(hào)進(jìn)行時(shí)域頻率測(cè)量，獲得所述被測(cè)信號(hào)的頻率值，然后通過穩(wěn)定性計(jì)算模塊對(duì)所述頻率值進(jìn)行阿倫方差處理，獲得所述被測(cè)信號(hào)的頻率穩(wěn)定度值；最后對(duì)所述穩(wěn)定度值進(jìn)行線形擬合，獲得測(cè)量結(jié)果，從而對(duì)所述被測(cè)信號(hào)進(jìn)行穩(wěn)定性測(cè)量，由于利用穩(wěn)定性計(jì)算模塊對(duì)所述頻率值進(jìn)行阿倫方差處理，獲得所述被測(cè)信號(hào)的頻率穩(wěn)定度值，并對(duì)上述穩(wěn)定度值進(jìn)行線形擬合，從而可以獲得準(zhǔn)確的穩(wěn)定性情況，解決了現(xiàn)有技術(shù)中采用相對(duì)頻偏起伏的標(biāo)準(zhǔn)方差來測(cè)量信號(hào)源的穩(wěn)定性的方法，存在準(zhǔn)確性不高的技術(shù)問題，提高了被測(cè)信號(hào)穩(wěn)定性測(cè)量的準(zhǔn)確性。

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實(shí)施例一

本實(shí)施例提供一種信號(hào)穩(wěn)定性測(cè)量系統(tǒng)，請(qǐng)參考圖1，所述測(cè)量系統(tǒng)包括：歸一化處理模塊101、頻率測(cè)量模塊102和穩(wěn)定性計(jì)算模塊103，其中，

所述歸一化處理模塊101，用于根據(jù)參考頻率和預(yù)設(shè)的需要分頻的信號(hào)頻率，獲得分頻數(shù)值；根據(jù)所述分頻數(shù)值，獲得采樣時(shí)間信號(hào)；歸一化處理被測(cè)信號(hào)，獲得標(biāo)準(zhǔn)1MHz信號(hào)頻率；

所述頻率測(cè)量模塊102，用于根據(jù)所述采用時(shí)間信號(hào)對(duì)所述被測(cè)信號(hào)進(jìn)行時(shí)域頻率測(cè)量，獲得所述被測(cè)信號(hào)的頻率值；

穩(wěn)定性計(jì)算模塊103，用于將所述頻率值進(jìn)行阿倫方差處理，獲得所述被測(cè)信號(hào)的頻率穩(wěn)定度值；并對(duì)所述穩(wěn)定度值進(jìn)行線形擬合，獲得測(cè)量結(jié)果，以對(duì)所述被測(cè)信號(hào)進(jìn)行穩(wěn)定性測(cè)量。

上述系統(tǒng)中，通過歸一化處理模塊獲得標(biāo)準(zhǔn)1MHz信號(hào)頻率，并通過頻率測(cè)量模塊根據(jù)所述采用時(shí)間信號(hào)對(duì)所述被測(cè)信號(hào)進(jìn)行時(shí)域頻率測(cè)量，獲得所述被測(cè)信號(hào)的頻率值，然后通過穩(wěn)定性計(jì)算模塊對(duì)所述頻率值進(jìn)行阿倫方差處理，獲得所述被測(cè)信號(hào)的頻率穩(wěn)定度值；最后對(duì)所述穩(wěn)定度值進(jìn)行線形擬合，獲得測(cè)量結(jié)果，從而對(duì)所述被測(cè)信號(hào)進(jìn)行穩(wěn)定性測(cè)量，由于利用穩(wěn)定性計(jì)算模塊對(duì)所述頻率值進(jìn)行阿倫方差處理，獲得所述被測(cè)信號(hào)的頻率穩(wěn)定度值，并對(duì)上述穩(wěn)定度值進(jìn)行線形擬合，從而可以獲得準(zhǔn)確的穩(wěn)定性情況，解決了現(xiàn)有技術(shù)中采用相對(duì)頻偏起伏的標(biāo)準(zhǔn)方差來測(cè)量信號(hào)源的穩(wěn)定性的方法，存在準(zhǔn)確性不高的技術(shù)問題，提高了被測(cè)信號(hào)穩(wěn)定性測(cè)量的準(zhǔn)確性。

下面，結(jié)合圖1-圖6對(duì)本申請(qǐng)?zhí)峁┑男盘?hào)穩(wěn)定性測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)介紹：

所述歸一化處理模塊還用于：將所述參考頻率進(jìn)行放大處理；根據(jù)預(yù)設(shè)的采樣時(shí)間和公式獲得分頻數(shù)值，其中，f₀為參考頻率，f為需要分頻的信號(hào)頻率，D為分頻數(shù)值。根據(jù)所述被測(cè)信號(hào)，獲得分頻后的第一頻率；根據(jù)所述第一頻率，獲得所述被測(cè)信號(hào)的粗頻率值；根據(jù)所述粗頻率值，獲得標(biāo)準(zhǔn)1MHz信號(hào)頻率。

在具體的實(shí)施過程中，具體參見圖2-3，可以通過歸一化處理模塊分別對(duì)參考時(shí)鐘信號(hào)和被測(cè)信號(hào)分別進(jìn)行處理，參考頻率f₀經(jīng)過第一隔離放大器后被送至第一DDS分頻單元(Direct Digital Synthes izer)DDS1的外時(shí)鐘輸入端，作為所述DDS1的工作外部參考時(shí)鐘，同時(shí)DDS1的外部通訊端口連接至單片機(jī)，用以接受來自單片機(jī)的控制字命令及雙向的數(shù)據(jù)傳輸。在實(shí)際過程中，選用的DDS1芯片內(nèi)部有2個(gè)48位頻率控制寄存器(F0、F1)，對(duì)于本裝置參考頻率信號(hào)f₀為10MHz，當(dāng)不使用DDS1內(nèi)部PLL倍頻功能時(shí)，48位的頻率控制寄存器F0全填充1時(shí)，DDS1會(huì)有10MHz頻率信號(hào)輸出，因此為得到標(biāo)準(zhǔn)的采樣時(shí)間周期(如1秒、10秒)，需要對(duì)DDS1中頻率控制寄存器F0設(shè)置相應(yīng)的分頻數(shù)值，具體計(jì)算的方法是：

上式中，f₀為參考頻率，f為需要分頻的信號(hào)頻率，D為分頻數(shù)值，例如當(dāng)f₀為10MHz，對(duì)于f為1Hz(1秒)及0.1Hz(10秒)的情況，分頻數(shù)值D為2⁴⁸×10^-7或2⁴⁸×10^-8。具體的采樣時(shí)間周期，用戶可以根據(jù)實(shí)際采樣過程中的需要進(jìn)行設(shè)置，然后運(yùn)用上述公式計(jì)算得到分頻數(shù)值D。然后通過單片機(jī)根據(jù)DDS1相應(yīng)的串行通訊時(shí)序，將分頻數(shù)值D寫入DDS1相應(yīng)緩存器后，得到最終的DDS1端采樣時(shí)間信號(hào)輸出。

當(dāng)被測(cè)信號(hào)頻率為上百兆甚至更大時(shí)，考慮到走時(shí)計(jì)數(shù)器對(duì)被測(cè)頻率范圍的限制，在本發(fā)明實(shí)施例中通過設(shè)計(jì)其中一路第二DDS分頻單元(DDS2)對(duì)被測(cè)頻率信號(hào)進(jìn)行1/100分頻處理。被測(cè)信號(hào)經(jīng)第二隔離放大器后直接送入第二DDS分頻單元的外部時(shí)鐘輸入端，作為DDS2的工作時(shí)的參考時(shí)鐘。DDS2的外部通訊端口連接至單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)式(1)得到的2⁴⁸×10^-2分頻數(shù)值通過串行通訊時(shí)序?qū)懭隓DS2緩存區(qū)，經(jīng)DDS2得到的1/100分頻率信號(hào)后，送至第一走時(shí)計(jì)數(shù)器進(jìn)行粗頻率測(cè)量，單片機(jī)讀取第一鎖存器對(duì)第一走時(shí)計(jì)數(shù)器、取樣的數(shù)值后，記錄下此時(shí)的頻率數(shù)值，乘以100后可得到被測(cè)信號(hào)的粗頻率值F。

另一路經(jīng)過第二隔離放大器的被測(cè)信號(hào)被送至第三DDS分頻單元的外部時(shí)鐘輸入端，作為第三DDS分頻單元工作時(shí)的參考時(shí)鐘。同時(shí)第三DDS分頻單元的外部通訊端口連接至單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)式(1)計(jì)算得到與第三DDS分頻單元通訊用的分頻數(shù)值：其中F為通過第一走時(shí)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)、單片機(jī)運(yùn)算得到的被測(cè)信號(hào)的粗頻率值，舉例來說，f取1MHz，并通過串行通訊時(shí)序?qū)⑺玫木唧w分頻數(shù)值寫入第三DDS分頻單元緩存區(qū)，經(jīng)第三DDS分頻單元后得到1MHz的頻率信號(hào)，將所得的頻率信號(hào)再送至低通濾波模塊后得到最終的標(biāo)準(zhǔn)1MHz信號(hào)頻率輸出。

所述頻率測(cè)量模塊還用于：根據(jù)所述采樣時(shí)間信號(hào)，獲得被測(cè)信號(hào)的第一脈沖和參考時(shí)鐘的第二脈沖；根據(jù)所述第一脈沖、第二脈沖和所述參考頻率，獲得所述被測(cè)信號(hào)的頻率值。

在具體的實(shí)施過程中，具體參見圖4-6，通過頻率測(cè)量模塊在參考時(shí)鐘的作用下，根據(jù)所述采用時(shí)間信號(hào)對(duì)所述被測(cè)信號(hào)進(jìn)行時(shí)域頻率測(cè)量，獲得所述被測(cè)信號(hào)的頻率值。被測(cè)頻率信號(hào)經(jīng)過第二DDS分頻單元處理后得到的1MHz頻率信號(hào)與10MHz參考時(shí)鐘信號(hào)分別送至頻率測(cè)量模塊，單片機(jī)依據(jù)參考時(shí)鐘信號(hào)經(jīng)第一DDS分頻單元處理后得到的采樣時(shí)間信號(hào)的上升沿使能兩路頻率信號(hào)進(jìn)行測(cè)量，具體來說，在一個(gè)采樣時(shí)間信號(hào)上升沿后，當(dāng)被測(cè)信號(hào)和外部參考時(shí)鐘信號(hào)的上升沿到來時(shí)，單片機(jī)分別可以控制第二走時(shí)計(jì)數(shù)器和第三走時(shí)計(jì)數(shù)器進(jìn)行頻率計(jì)數(shù)。在一個(gè)采樣時(shí)間信號(hào)下降沿后，當(dāng)被測(cè)信號(hào)和外部參考時(shí)鐘信號(hào)的上升沿到來時(shí)，單片機(jī)分別使第二走時(shí)計(jì)數(shù)器和第三走時(shí)計(jì)數(shù)器結(jié)束頻率計(jì)數(shù)，同時(shí)獲得一個(gè)完整采樣時(shí)間信號(hào)時(shí)間內(nèi)，被測(cè)信號(hào)和外部參考時(shí)鐘信號(hào)的第一脈沖數(shù)N1和第二脈沖數(shù)N2，分別通過第二鎖存器和第三鎖存器對(duì)上述第一脈沖和第二脈沖的計(jì)數(shù)值進(jìn)行鎖存。舉例來說，設(shè)被測(cè)信號(hào)的頻率為Fx，參考頻率為f₀(實(shí)際中為10MHz)，在閘門時(shí)間T內(nèi)，計(jì)數(shù)器測(cè)得的被測(cè)信號(hào)和外部參考時(shí)鐘信號(hào)的第一脈沖數(shù)N1和第二脈沖數(shù)N2，則有：

由式(2)可知，被測(cè)信號(hào)的頻率fx與參考時(shí)基頻率f₀及兩計(jì)數(shù)器的脈沖值N₁，N₂有關(guān)。在一個(gè)完整的周期T1內(nèi)，鎖存器中保存的第一計(jì)數(shù)器和第二計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值N1、N2傳遞給單片機(jī)，f₀為10MHz保持不變，從而可以獲得被測(cè)信號(hào)的頻率值fx。

在穩(wěn)定性計(jì)算模塊對(duì)被測(cè)信號(hào)的穩(wěn)定性計(jì)算，具體可以通過如下方法實(shí)現(xiàn)：

在這里我們用的是阿侖方差來表征信號(hào)源的頻率穩(wěn)定度。阿侖方差表達(dá)式為：

式中采樣時(shí)間與采樣周期均為τ，N為采樣個(gè)數(shù)。

由上述公式(2)在一個(gè)完整的采樣周期T1內(nèi)獲得一個(gè)被測(cè)信號(hào)頻率值fx₁，依此類推可以獲得fx₁、fx2、fx3、......fx_N，代入公式(3)后可以獲得被測(cè)信號(hào)源頻率穩(wěn)定度值。為了解決現(xiàn)有技術(shù)中穩(wěn)定性測(cè)量方法中的漂移問題，在本發(fā)明實(shí)施例中，我們利用最小二乘法來對(duì)上述獲得的被測(cè)信號(hào)源頻率值fx₁、fx2、fx3、......fx_N進(jìn)行一次線性擬合，當(dāng)系統(tǒng)剛上電時(shí)，信號(hào)的輸出頻率是非常不穩(wěn)定的，存在一定的漂移，具體參見圖5，A區(qū)表示輸出頻率不穩(wěn)定。經(jīng)過一段時(shí)間后從S1點(diǎn)開始系統(tǒng)進(jìn)入穩(wěn)定區(qū)B，穩(wěn)定一段時(shí)間后當(dāng)?shù)竭_(dá)S2點(diǎn)，輸出頻率達(dá)到穩(wěn)定，通過上述對(duì)被測(cè)信號(hào)源頻率值進(jìn)行一次線形擬合的方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中穩(wěn)定性測(cè)量方法中的漂移問題，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)信號(hào)頻率穩(wěn)定性的準(zhǔn)確測(cè)量。

為了便于讀取或可視化處理，所述測(cè)量系統(tǒng)還包括：輸出模塊，用于輸出所述測(cè)量結(jié)果。舉例來說，由上述可知，當(dāng)?shù)竭_(dá)S2點(diǎn)時(shí)輸出頻率達(dá)到穩(wěn)定，因此可以從S2點(diǎn)開始，將上述系統(tǒng)獲得的每一個(gè)fx值擬合的結(jié)果通過圖5輸出至PC端。

基于同一發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明實(shí)施例還提供了實(shí)施例一中系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的方法，見實(shí)施例二。

實(shí)施例二

本實(shí)施例提供一種信號(hào)穩(wěn)定性測(cè)量方法，請(qǐng)參考圖7，所述方法包括：

步驟S101，根據(jù)參考頻率和預(yù)設(shè)的需要分頻的信號(hào)頻率，獲得分頻數(shù)值；

步驟S102，根據(jù)所述分頻數(shù)值，獲得采樣時(shí)間信號(hào)；

步驟S103，歸一化處理被測(cè)信號(hào)，獲得標(biāo)準(zhǔn)1MHz信號(hào)頻率；

步驟S104，根據(jù)所述采用時(shí)間信號(hào)對(duì)所述被測(cè)信號(hào)進(jìn)行時(shí)域頻率測(cè)量，獲得所述被測(cè)信號(hào)的頻率值；

步驟S105，將所述頻率值進(jìn)行阿倫方差處理，獲得所述被測(cè)信號(hào)的頻率穩(wěn)定度值；

步驟S106，對(duì)所述穩(wěn)定度值進(jìn)行線形擬合，獲得測(cè)量結(jié)果，以對(duì)所述被測(cè)信號(hào)進(jìn)行穩(wěn)定性測(cè)量。

在上述方法中，所述根據(jù)參考頻率和預(yù)設(shè)的需要分頻的信號(hào)頻率獲得分頻數(shù)值，包括：

將所述參考頻率進(jìn)行放大處理；

根據(jù)預(yù)設(shè)的采樣時(shí)間和公式獲得分頻數(shù)值，其中，f₀為參考頻率，f為需要分頻的信號(hào)頻率，D為分頻數(shù)值。

在上述方法中，所述歸一化處理被測(cè)信號(hào)，獲得標(biāo)準(zhǔn)1MHz信號(hào)頻率，包括：

根據(jù)所述被測(cè)信號(hào)，獲得分頻后的第一頻率；

根據(jù)所述第一頻率，獲得所述被測(cè)信號(hào)的粗頻率值；

根據(jù)所述粗頻率值，獲得標(biāo)準(zhǔn)1MHz信號(hào)頻率。

在上述方法中，所述根據(jù)所述采用時(shí)間信號(hào)對(duì)所述被測(cè)信號(hào)進(jìn)行時(shí)域頻率測(cè)量，獲得所述被測(cè)信號(hào)的頻率值，包括：

根據(jù)所述采樣時(shí)間信號(hào)，獲得第一頻率計(jì)數(shù)和第二頻率計(jì)數(shù)，其中所述第一頻率計(jì)數(shù)為被測(cè)信號(hào)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)，第二頻率計(jì)數(shù)為參考時(shí)鐘計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)；

根據(jù)所述第一頻率計(jì)數(shù)和第二頻率計(jì)數(shù)，獲得被測(cè)信號(hào)的第一脈沖和參考時(shí)鐘的第二脈沖；

根據(jù)所述第一脈沖、第二脈沖和所述參考頻率，獲得所述被測(cè)信號(hào)的頻率值。

所述方法還包括：輸出所述測(cè)量結(jié)果。

由于本發(fā)明實(shí)施例二所介紹的方法，為實(shí)施本發(fā)明實(shí)施例一的信號(hào)穩(wěn)定性測(cè)量系統(tǒng)所采用的方法，故而基于本發(fā)明實(shí)施例一所介紹的系統(tǒng)，本領(lǐng)域所屬人員能夠了解該方法的具體結(jié)構(gòu)及變形，故而在此不再贅述。凡是本發(fā)明實(shí)施例一的系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法都屬于本發(fā)明所欲保護(hù)的范圍。

本發(fā)明實(shí)施例中提供的一個(gè)或多個(gè)技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點(diǎn)：

本申請(qǐng)實(shí)施例提供的信號(hào)源穩(wěn)定性測(cè)量系統(tǒng)及方法，通過歸一化處理模塊根據(jù)所述分頻數(shù)值，獲得采樣時(shí)間信號(hào)，并對(duì)被測(cè)信號(hào)歸一化處理獲得標(biāo)準(zhǔn)1MHz信號(hào)頻率；然后通過所述頻率測(cè)量模塊對(duì)所述被測(cè)信號(hào)進(jìn)行時(shí)域頻率測(cè)量，獲得所述被測(cè)信號(hào)的頻率值，以此獲得準(zhǔn)確的被測(cè)信號(hào)的頻率值，最后通過穩(wěn)定性計(jì)算模塊，對(duì)頻率值進(jìn)行阿倫方差處理，獲得所述被測(cè)信號(hào)的頻率穩(wěn)定度值；并對(duì)所述穩(wěn)定度值進(jìn)行線形擬合，從而獲得測(cè)量結(jié)果，以對(duì)所述被測(cè)信號(hào)進(jìn)行穩(wěn)定性測(cè)量，解決了解決現(xiàn)有技術(shù)中采用相對(duì)頻偏起伏的標(biāo)準(zhǔn)方差來測(cè)量信號(hào)源的穩(wěn)定性的方法，存在準(zhǔn)確性不高的技術(shù)問題，可以準(zhǔn)確獲取被測(cè)信號(hào)的頻率值，并提高被測(cè)信號(hào)穩(wěn)定性測(cè)量的準(zhǔn)確性。

盡管已描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對(duì)這些實(shí)施例作出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實(shí)施例以及落入本發(fā)明范圍的所有變更和修改。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明實(shí)施例的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明實(shí)施例的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。