寬范圍高穩(wěn)晶振頻率穩(wěn)定度測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
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2 測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
2．1 信號(hào)源設(shè)計(jì)
DDS是繼直接頻率合成和間接頻率合成之后，發(fā)展起來(lái)的新的頻率合成技術(shù)。它通過(guò)系統(tǒng)時(shí)鐘脈沖驅(qū)動(dòng)來(lái)讀取預(yù)先存儲(chǔ)的波形數(shù)據(jù)，經(jīng)D／A數(shù)模轉(zhuǎn)換器和低通濾波(九階橢圓濾波器)輸出后得到所需的信號(hào)，通過(guò)改變頻率控制字的內(nèi)容來(lái)實(shí)現(xiàn)不同頻率的輸出。DDS技術(shù)具有高的頻率和相位分辨力，輸出頻率范圍寬，輸出信號(hào)的相位連續(xù)，相位噪聲低。
可選用ADI公司的AD9852作為標(biāo)準(zhǔn)鐘的核心部分，銣原子鐘提供其工作時(shí)鐘。采用AVR(ATmega128)單片機(jī)和MAXⅡ(EPT240)可編程器件對(duì)其進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)了頻率和相位可調(diào)，輸出頻率范圍為1～100 MHz的信號(hào)源，其框圖如圖1所示。本文引用地址：http://www.104case.com/article/195679.htm
在制作中，需要考慮高低頻干擾、信號(hào)的插入損耗與接觸電阻，并用軟件對(duì)橢圓濾波器電路進(jìn)行仿真。用HP頻譜分析儀進(jìn)行測(cè)試，達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求。
2．2 高分辨力頻率計(jì)數(shù)器
采用倒數(shù)測(cè)量技術(shù)原理+模擬內(nèi)插技術(shù)完成設(shè)計(jì)，時(shí)間分辨力為1 ns；頻率分辨力為1×10-9／1 s。時(shí)序圖如圖2所示。
圖2中，fx為被測(cè)信號(hào)的頻率；f0為基準(zhǔn)時(shí)鐘的頻率。當(dāng)預(yù)備閘門(mén)作用時(shí)，被測(cè)信號(hào)fx打開(kāi)計(jì)數(shù)門(mén)，進(jìn)行被測(cè)信號(hào)和時(shí)鐘脈沖的計(jì)數(shù)；內(nèi)插擴(kuò)展單元進(jìn)行展寬計(jì)數(shù)。當(dāng)預(yù)備閘門(mén)關(guān)閉后，被測(cè)信號(hào)fx關(guān)閉計(jì)數(shù)門(mén)，停止被測(cè)信號(hào)和時(shí)鐘脈沖的計(jì)數(shù)；內(nèi)插擴(kuò)展單元結(jié)束展寬計(jì)數(shù)。
Altera公司MAXⅡ(EPT240)可編程器件完成以上功能。AVR單片機(jī)分別取數(shù)、計(jì)算、顯示。
頻率測(cè)量范圍為DC～300 MHz；頻率分辨力為1×10-9／1 s；1×10-10／10 s。
用HP53131通用計(jì)數(shù)器(225 MHz)對(duì)同一信號(hào)進(jìn)行測(cè)試，其測(cè)試結(jié)果完全符合。
評(píng)論