本發(fā)明涉及電磁波頻移相移精密測量領(lǐng)域，具體涉及一種高精度智能頻移、相移測量裝置及方法。

背景技術(shù)：

隨著通信技術(shù)的發(fā)展，信息流量成爆炸式增加需求，信道容量日趨飽和，電磁波頻道幾乎用完，因此，產(chǎn)生了通信信道的多路復(fù)用。

通信的多路復(fù)用中，若要更密集復(fù)用，必須對頻移、相移進(jìn)行嚴(yán)格的測量與控制。目前，對各種電子元器件及其網(wǎng)絡(luò)的頻移相移不能有效的監(jiān)測，限制密集通信復(fù)用方式的發(fā)展，成為制約通信發(fā)展的瓶頸。開發(fā)超高精度頻移相移檢測設(shè)備，是非常必要。因此，如何實現(xiàn)對各種電子元器件、各種電子元器件組成的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行頻移相移精密測量仍是待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種高精度智能頻移、相移測量裝置及方法，實現(xiàn)對各種電子元器件及其雙端口網(wǎng)絡(luò)的頻率衰減的高精度測量，測量精度即頻率的相對變化率可達(dá)10^-20量級，還可實現(xiàn)對各種電子元器件及其雙端口網(wǎng)絡(luò)的的相位角移動高精度測量。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種高精度智能頻移、相移測量裝置，用于精確測量元器件及其雙端口網(wǎng)絡(luò)頻移和相移，包括信號發(fā)生模塊、放大濾波模塊、跟隨器、微處理器及連接被測元器件及其雙端口網(wǎng)絡(luò)的輸入、輸出接線端；所述信號發(fā)生模塊與放大濾波模塊的輸入端連接，所述放大濾波模塊的輸出端連接輸入接線端，所述輸出接線端與微處理器連接，所述跟隨器的一端與輸入接線端連接，另一端與輸出接線端連接，所述微處理器通過通信接口連接上位機(jī)，所述微處理器還連接有存儲模塊、輸入設(shè)備和顯示模塊。

進(jìn)一步的，所述信號發(fā)生模塊由振蕩器、放大器和穩(wěn)幅環(huán)組成，所述振蕩器與放大器連接，所述放大器的輸出端與穩(wěn)幅環(huán)連接。

進(jìn)一步的，所述放大濾波模塊由放大電路和低通濾波電路組成，所述低通濾波電路與放大電路的輸出端連接。

進(jìn)一步的，所述存儲模塊包括rom存儲器和數(shù)據(jù)存儲器。

進(jìn)一步的，所述微處理器自帶高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器。

進(jìn)一步的，所述輸入設(shè)備采用鍵盤。

一種高精度智能頻移、相移測量方法，用于精確測量元器件及其雙端口網(wǎng)絡(luò)頻移和相移，包括以下步驟：

步驟1、由信號發(fā)生模塊產(chǎn)生一電磁波信號x1，所述電磁波信號x1經(jīng)放大濾波模塊成為待測信號x2；

步驟2、所述待測信號x2經(jīng)被測元器件及其雙端口網(wǎng)絡(luò)成為相移信號x3，利用跟隨器校正該相移信號x3；將相移信號x3送入微處理器測量相位角，并在顯示模塊上顯示測量相位角；

步驟3、根據(jù)相位角求解得到頻移、相移。

進(jìn)一步的，所述步驟3中，根據(jù)相位角求解得到頻移、相移具體為：

頻移的計算公式為：

其中，δf為頻率變化量，fi為被測元器件及其雙端口網(wǎng)絡(luò)的輸入端頻率，fo為被測元器件及其雙端口網(wǎng)絡(luò)的輸出端頻率；δθ為累積頻移引起的相位角；t為測量時間段；

相移的計算公式為：

其中，為相位角的變化量。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明通過信號發(fā)生器產(chǎn)生電磁波信號，經(jīng)放大濾波模塊放大濾波，被測元器件及其雙端口網(wǎng)絡(luò)的頻移、相移，輸出接線端信號與跟隨器信號一起送入微處理器中處理，然后顯示測量結(jié)果，從而實現(xiàn)對各種電子元器件及其雙端口網(wǎng)絡(luò)的頻率衰減的高精度測量，測量精度即頻率的相對變化率可達(dá)10^-20量級，還可實現(xiàn)對各種電子元器件及其雙端口網(wǎng)絡(luò)的的相位角移動高精度測量；采用跟隨器有效地消除輸入接線端、輸出接線端信號帶來的測量誤差；通過鍵盤實現(xiàn)對頻率、振幅、功率調(diào)制；通過通信接口完成與上位機(jī)通信，實現(xiàn)測量數(shù)據(jù)方便快捷傳輸?shù)接嬎銠C(jī)進(jìn)行處理和有效保存。

附圖說明

構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本申請的進(jìn)一步理解，本申請的示意性實施例及其說明用于解釋本申請，并不構(gòu)成對本申請的不當(dāng)限定。

圖1是本發(fā)明實施例一的高精度智能頻移、相移測量裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例二的高精度智能頻移、相移測量方法的流程圖。

具體實施方式

應(yīng)該指出，以下詳細(xì)說明都是例示性的，旨在對本申請?zhí)峁┻M(jìn)一步的說明。除非另有指明，本文使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語具有與本申請所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的相同含義。

需要注意的是，這里所使用的術(shù)語僅是為了描述具體實施方式，而非意圖限制根據(jù)本申請的示例性實施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式也意圖包括復(fù)數(shù)形式，此外，還應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)在本說明書中使用術(shù)語“包含”和/或“包括”時，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。

實施例一

為了實現(xiàn)對各種電子元器件及其網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行頻移相移高精度測量，本實施例提供了一種高精度智能頻移、相移測量裝置，用于精確測量元器件及其雙端口網(wǎng)絡(luò)頻移和相移，如圖1所示，該測量裝置包括信號發(fā)生模塊、放大濾波模塊、跟隨器、微處理器及連接被測元器件及其雙端口網(wǎng)絡(luò)的輸入、輸出接線端；所述信號發(fā)生模塊與放大濾波模塊的輸入端連接，所述信號發(fā)生模塊由振蕩器、放大器和穩(wěn)幅環(huán)組成，所述振蕩器與放大器連接，所述放大器的輸出端與穩(wěn)幅環(huán)連接；所述放大濾波模塊的輸出端連接輸入接線端，所述放大濾波模塊由放大電路和低通濾波電路組成，所述低通濾波電路與放大電路的輸出端連接，所述輸出接線端與微處理器連接，所述跟隨器的一端與輸入接線端連接，另一端與輸出接線端連接，所述微處理器通過通信接口連接上位機(jī)，所述微處理器還連接有存儲模塊、輸入設(shè)備和顯示模塊；所述存儲模塊包括rom存儲器和數(shù)據(jù)存儲器；所述微處理器自帶高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器；所述輸入設(shè)備采用鍵盤。

本發(fā)明公開的該實施例，將微處理器作為控制中心，用于對整個裝置的控制，設(shè)有rom存儲器和數(shù)據(jù)存儲器，通過鍵盤實現(xiàn)對頻率、振幅、功率調(diào)制；還設(shè)有通信接口，完成與上位機(jī)通信，實現(xiàn)測量數(shù)據(jù)方便快捷傳輸?shù)接嬎銠C(jī)進(jìn)行處理和有效保存，并通過顯示模塊顯示測量結(jié)果。由于頻移非常微弱，相對誤差小，常規(guī)方法難以測量到這種變化，本發(fā)明在元器件及其雙端口網(wǎng)絡(luò)兩端添加跟隨器，使得輸出接線端的信號嚴(yán)格緊跟輸入接線端的信號變化，消除信號源自身產(chǎn)生的誤差。

經(jīng)由上述的技術(shù)方案可知，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實施例公開了一種高精度智能頻移、相移測量裝置，測試時，將被測被測元器件及其雙端口網(wǎng)絡(luò)接與輸入、輸出接線端之間，通過信號發(fā)生器產(chǎn)生一電磁波信號，經(jīng)放大濾波模塊，傳輸?shù)奖粶y元器件及其雙端口網(wǎng)絡(luò)的輸入接線端，經(jīng)過被測元器件及其雙端口網(wǎng)絡(luò)的頻移、相移到達(dá)輸出接線端，跟隨器緊跟被測元器件及其雙端口網(wǎng)絡(luò)的兩端信號，消除直接測量輸入接線端、輸出接線端信號帶來的測量誤差，輸出接線端信號與跟隨器信號一起送入微處理器中處理，然后顯示測量結(jié)果，該測量裝置實現(xiàn)對各種電子元器件及其雙端口網(wǎng)絡(luò)的頻率衰減的高精度測量，測量精度即頻率的相對變化率可達(dá)10^-20量級，還可實現(xiàn)對各種電子元器件及其雙端口網(wǎng)絡(luò)的的相位角移動高精度測量。

實施例二

如圖2所示，本實施例提供了一種高精度智能頻移、相移測量方法，用于精確測量元器件及其雙端口網(wǎng)絡(luò)頻移和相移，包括以下步驟：

步驟1、由信號發(fā)生模塊產(chǎn)生一電磁波信號x1，所述電磁波信號x1經(jīng)放大濾波模塊成為待測信號x2；

步驟2、所述待測信號x2經(jīng)被測元器件及其雙端口網(wǎng)絡(luò)成為相移信號x3，利用跟隨器校正該相移信號x3；將相移信號x3送入微處理器測量相位角，并在顯示模塊上顯示測量相位角；

步驟3、根據(jù)相位角求解得到頻移、相移，具體為：

頻移的計算公式為：

其中，δf為頻率變化量，fi為被測元器件及其雙端口網(wǎng)絡(luò)的輸入端頻率，fo為被測元器件及其雙端口網(wǎng)絡(luò)的輸出端頻率；δθ為累積頻移引起的相位角；t為測量時間段；

相移的計算公式為：

其中，為相位角的變化量。

本發(fā)明公開的該實施例，測試時，將被測被測元器件及其雙端口網(wǎng)絡(luò)接與輸入、輸出接線端之間，通過信號發(fā)生模塊產(chǎn)生一電磁波信號x1，電磁波信號x1經(jīng)放大濾波模塊放大、濾波成為待測信號x2；待測信號x2經(jīng)被測元器件及其雙端口網(wǎng)絡(luò)頻移、相移成為相移信號x3，利用跟隨器校正該相移信號x3，消除測量誤差；將相移信號x3送入微處理器測量相位角，并在顯示模塊上顯示測量相位角，看出原始變化量；根據(jù)相位角求解得到頻移、相移。本實施例測量方法實現(xiàn)對各種電子元器件及其雙端口網(wǎng)絡(luò)的頻率衰減的高精度測量，測量精度即頻率的相對變化率可達(dá)10^-20量級，還可實現(xiàn)對各種電子元器件及其雙端口網(wǎng)絡(luò)的的相位角移動高精度測量。

上述雖然結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式進(jìn)行了描述，但并非對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。