隨著航空航天、高速數(shù)字通信、衛(wèi)星導(dǎo)航定位等領(lǐng)域的飛速發(fā)展,眾多系統(tǒng)對高品質(zhì)的頻率源的需求越來越大,其中原子鐘因具有極高的頻率穩(wěn)定度,已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于我國各類授時和守時系統(tǒng)中。隨著原有授時和守時系統(tǒng)的不斷升級以及新建系統(tǒng)的陸續(xù)落成,氫原子鐘在系統(tǒng)中的比重不斷增加,其秒級穩(wěn)定度大多優(yōu)于1.5E-13,因此對高精度的頻率測量愈顯重要。雙混頻時差法是高精度頻率測量的最常用方法之一,基于此并結(jié)合中國科學(xué)院國家授時中心一三五規(guī)劃關(guān)于高性能時間頻率儀器研制的任務(wù),論文對雙混頻時差系統(tǒng)進行了設(shè)計和仿真。雙混頻時差測量系統(tǒng)設(shè)計主要包括經(jīng)典的模擬設(shè)計方法和數(shù)字化設(shè)計方法。本論文設(shè)計并構(gòu)建了模擬雙混頻測量系統(tǒng),并對一種數(shù)字雙混頻時差測量系統(tǒng)進行了分析和仿真。本論文的主要研究內(nèi)容分為以下四個部分:(1)根據(jù)經(jīng)典模擬雙混頻時差測量原理,設(shè)計了模擬雙混頻時差測量系統(tǒng)方案。重點設(shè)計實現(xiàn)了混頻和過零檢測模塊,介紹了過零檢測原理,并對每個電路級主要功能、電路設(shè)計和配置進行詳細說明,完成了混頻和過零檢測模塊的電路原理圖和PCB(Printed Circuit Board)的繪制。最后利用實驗室現(xiàn)有模塊以及所設(shè)計實現(xiàn)的混頻...

【文章來源】： 中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院國家授時中心)陜西省

【文章頁數(shù)】：88 頁

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 選題背景及研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要工作及內(nèi)容安排
        1.3.1 主要工作
        1.3.2 內(nèi)容安排
第2章 頻率測量和穩(wěn)定度分析基礎(chǔ)
    2.1 常用測量頻率標(biāo)準(zhǔn)的方法
        2.1.1 差拍法
        2.1.2 雙混頻時差法
        2.1.3 頻差倍增法
        2.1.4 比相法
    2.2 頻率源輸出信號的數(shù)學(xué)模型
    2.3 頻率穩(wěn)定度的頻域表征
    2.4 頻率穩(wěn)定度的時域表征
    2.5 小結(jié)
第3章 模擬雙混頻時差測量系統(tǒng)構(gòu)建與設(shè)計
    3.1 系統(tǒng)設(shè)計目標(biāo)
    3.2 系統(tǒng)構(gòu)建方案
    3.3 混頻和過零檢測模塊設(shè)計
        3.3.1 過零檢測原理
        3.3.2 輸入匹配電路級
        3.3.3 頻率放大電路級
        3.3.4 混頻和濾波電路級
        3.3.5 過零檢測電路級
        3.3.6 電源退耦設(shè)計
    3.4 PCB設(shè)計
    3.5 小結(jié)
第4章 模擬雙混頻時差測量系統(tǒng)測試與結(jié)果分析
    4.1 測試環(huán)境和測試設(shè)備
    4.2 系統(tǒng)整體測試方案
    4.3 系統(tǒng)實測分析
        4.3.1 系統(tǒng)中的各個硬件模塊
        4.3.2 公共頻率源為2048B模塊時系統(tǒng)本底噪聲
        4.3.3 公共頻率源為DDS開發(fā)板時系統(tǒng)本底噪聲
        4.3.4 公共頻率源的分析比較
    4.4 小結(jié)
第5章 數(shù)字雙混頻時差測量系統(tǒng)的研究與仿真
    5.1 系統(tǒng)研究方法介紹
    5.2 系統(tǒng)設(shè)計方案
    5.3 系統(tǒng)各部分仿真
        5.3.1 頻率源的仿真
        5.3.2 Hilbert濾波器的設(shè)計和仿真
            5.3.2.1 Hilbert變換的定義
            5.3.2.2 Hilbert數(shù)字濾波器的原理框圖
            5.3.2.3 FIR型 Hilbert數(shù)字濾波器的設(shè)計
            5.3.2.4 窗函數(shù)法設(shè)計Hilbert數(shù)字濾波器
            5.3.2.5 等波紋切比雪夫法設(shè)計的Hilbert數(shù)字濾波器
            5.3.2.6 兩種方法設(shè)計的Hilbert數(shù)字濾波器的比較
    5.4 系統(tǒng)整體仿真
        5.4.1 附加噪聲對系統(tǒng)影響
        5.4.2 公共頻率源鏈路噪聲對系統(tǒng)影響
        5.4.3 仿真系統(tǒng)應(yīng)用
    5.5 小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻
致謝
作者簡介及在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
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[3]雙混頻時差測量系統(tǒng)的誤差分析與試驗研究 [J]. 徐超,劉軍良,胡永輝.  時間頻率學(xué)報. 2018(03)
[4]運算放大器的工作原理及應(yīng)用 [J]. 胡玉松.  科技風(fēng). 2018(15)
[5]一種新穎的低閾值遲滯比較器的設(shè)計及應(yīng)用 [J]. 郭曉鋒,成俊,江喜平,王正文,王春娟.  中國集成電路. 2017(06)
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[7]基于AD9954的數(shù)字射頻信號源設(shè)計 [J]. 張嘉.  西部廣播電視. 2016(15)
[8]基于AD9954的復(fù)雜波形產(chǎn)生 [J]. 賈群,高曉娟.  黑龍江科技信息. 2016(15)
[9]一種滯回比較器設(shè)計 [J]. 薛騰飛,朱江,喬明.  電子與封裝. 2015(03)
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博士論文
[1]多通道數(shù)字化頻率測量方法研究與實現(xiàn)[D]. 劉婭.中國科學(xué)院研究生院（國家授時中心）. 2010

碩士論文
[1]高精度頻率穩(wěn)定度測量系統(tǒng)的實現(xiàn)[D]. 黃劍龍.中國科學(xué)院研究生院(武漢物理與數(shù)學(xué)研究所). 2016
[2]采用頻差倍增法的高精度時域頻率穩(wěn)定度測量儀的研制[D]. 陽麗.武漢理工大學(xué). 2012
[3]基于HILBERT數(shù)字濾波的無功功率表設(shè)計研究[D]. 陳嘯晴.中南大學(xué). 2009



本文編號：3540705