快速測頻技術在跳頻檢測中的應用

1 引 言
　　測量跳頻電臺參數一般要求快捷、準確，如某型超短波跳頻電臺，跳速約200跳／秒，頻率穩定度±10－6，那么，為對其進行測試，比如測試跳頻頻譜，我們的檢測設備必需在每個波道頻率點穩定的很短的駐留時間（該型電臺約5ms）內測出其頻率，同時，精度要高于電臺本身的頻率穩定度至少一個數量級才可靠。也就是說，檢測設備要有快速高精度測頻的能力。在1ms時間內測頻精度達到1×10－8。為此，我們所用的檢測設備采用了等精度測頻加內插擴展的辦法，可以保證在整個測試范圍內有相同的精度，在小于駐留時間的時間閘門上能達到系統要求的精度。具體實現時將數字電路集成到一片可編程邏輯器件中，減小了體積和功耗，提高了性能。
2　快速高精度測頻技術
　　即用內插來減小計數誤差的等精度測頻法。它采用多周期同步測量，在整數個被測信號周期內對頻標信號計數，在整個頻率測量范圍內有相同的精度和分辨率。再加上內插擴展的作用，使之在電臺的全部工作頻率上都有較高的精度。圖1是等精度測頻和內插擴展提高測頻精度的原理。
　　計數閘門在測頻預置門打開后的第一個被測信號的有效沿到來后才開啟，計數器N0（表示對標頻的計數）、Nx（表示對被測信號的計數）開始計數；到時間預定值時，預置門關閉，但此時計數閘門仍未關閉，計數器N0、Nx是在此后緊接著的下一個被測信號有效沿到來后才關閉計數閘門，停止計數。實際閘門為T，保證被測信號與閘門時間同步。顯然，在時間T內兩個計數器的值分別為：
　　Nx＝Fx×T，　　N0＝F0×T，
所以，被測信號

　　信號與閘門時間同步保證了閘門時間T等于被測信號周期的整數倍，計數值Nx沒有±1計數誤差，所以，等精度測頻的誤差表示為：

兩項中因標頻信號F0精度很高，誤差△F0／F0很小，所以，另用內插擴展來減小N0計數誤差對測頻精度帶來的影響。
　　內插擴展要測出量化單位以下的尾數。它實際上要進行三項測量：（1）同步門開啟后第一個標頻和門關閉后第一個標頻間的時間間隔，（即圖1中的N0·T0）；（2）同步門開啟和第一個進入計數器的標頻間的時間間隔T1；（3）同步門關閉和緊隨后的標頻間的時
間間隔T2。N0·T0是被測時間間隔內計得的N0個標頻脈沖的時間。

　　T1和T2的測量是先用擴展器將它們放大1000倍，用“起始”擴展器在T1時間內用一恒流源將一電容充電；隨后，以充電時間T1的999倍的放電時間放電到電容原電平，擴展器的控制門由起始脈沖開啟，在電容恢復至原電平時關閉。圖2表示了擴展器的原理。其電容放電到原電平的時間與恒流源直接相關。擴展器控制的開門時間是T1的1000倍，即＝T1＋999T1＝1000T1；在時間內計得標頻脈沖數為N1，＝N1T0，故T1＝N1T0／1000。類似地，用所謂“終止”擴展器將T2擴大1000倍，T2＝N2T0／1000。由圖1可見，N0·T0與被測的T的差別僅在于多計了T2少計了T1，故有：

可見，用內插技術，雖然測N1、N2時±1字誤差依然存在，但其相對大小可縮小為原來的1／1000，使計數器的分辨力提高三個量級。利用此原理測得T、T1、T2和本時間間隔內的被測信號周期數Nx，就能通過計算得到周期Tx或頻率fx：

　　所以，我們可以在1 MHz～100MHz范圍內，最小閘門時間為1ms時，實現測頻精度為10－8，滿足對跳頻的測試要求。
3　快速測頻應用于跳頻電臺測試
　　應用此項技術可以檢測跳頻電臺的多項參數。一方面能直接測出跳頻帶寬、跳頻頻譜等頻率值，同時也能與測時電路一起測出信道切換時間、AGC特性等時間值。

　　圖3是跳頻測試示意圖，由圖3可知，電臺的換頻信號一方面啟動電臺的換頻過程，另一方面啟動測時通道中計數器和測頻通道的延時器開始工作。正常情況下，測頻通道的延時結束時換頻過程早已結束。換頻過程結束促使鑒相電路輸出最后一個鎖存脈沖去鎖存測時通道的計數值，此計數值轉化為時間值即是換頻時間；同時，測頻通道延時結束時換頻也結束了，測頻通道立刻進入測頻過程，測頻閘門約2ms。在下一個換頻脈沖到來之前，把本次測得的表示時間和頻率的數據通過接口傳給主機。這個測頻（時）過程一直持續到事前設置的條件得到滿足。表示為圖4。

　　如果某些測試項目只要求頻率值或時間值，那么，測試過程可以簡化，主機間通信接口的壓力也將隨之緩解。
4　結束語
　　用這種技術測試現有的跳頻電臺的某些參數，只需從電臺中另引出一根換頻控制線，對現有電臺的改動很小，不影響電臺的工作，可行性強。快速測頻技術在現代通信測試中有廣泛的應用，這里只說明了在跳頻測試中的一點應用，將其推廣會有廣闊的應用面。