時(shí)間頻率與系統(tǒng)同步XXXX_第五講_時(shí)間頻率測量(二)ppt課件

1、第五講 時(shí)間頻率丈量二時(shí)頻丈量誤差高分辨時(shí)頻丈量技術(shù)微波時(shí)頻丈量技術(shù) 主要內(nèi)容 一、丈量誤差的來源1.量化誤差時(shí)間頻率丈量誤差什么是量化誤差：由于計(jì)數(shù)值N為整數(shù)，fx和Tx必然產(chǎn)生“截?cái)嗾`差，該誤差即為“量化誤差。也稱為“1誤差，它是一切數(shù)字化儀器都存在的誤差。產(chǎn)生緣由：由于閘門開啟和封鎖的時(shí)間與被測信號(hào)不同步引起，使得在閘門開場和終了時(shí)辰有一部分時(shí)間零頭沒有被計(jì)算在內(nèi)而呵斥的丈量誤差。2.觸發(fā)誤差 什么是觸發(fā)誤差：輸入信號(hào)經(jīng)過通道電路放大、整形得到脈沖信號(hào)時(shí)，假設(shè)輸入被測信號(hào)疊加有干擾信號(hào)，那么信號(hào)的頻率周期及相對(duì)閘門信號(hào)的觸發(fā)點(diǎn)就能夠變化。由此產(chǎn)生的丈量誤差稱為“觸發(fā)誤差，也稱為“轉(zhuǎn)換誤差

2、。3.規(guī)范頻率誤差 機(jī)內(nèi)時(shí)基閘門時(shí)間和時(shí)標(biāo)是頻率和時(shí)間間隔丈量的參考基準(zhǔn)，它們由內(nèi)部晶體振蕩器規(guī)范頻率源分頻或倍頻后產(chǎn)生。因此，其準(zhǔn)確度和丈量時(shí)間之內(nèi)的短期穩(wěn)定度將直接影響丈量結(jié)果。二、頻率丈量的誤差分析 由頻率丈量表達(dá)式：fx=N/Ts=Nfs，計(jì)數(shù)器直接測頻的誤差主要由兩項(xiàng)組成：即量化誤差1誤差和規(guī)范頻率誤差。即:而 由于fs由晶振(fc)分頻得到，設(shè)fs=fc/k，那么頻率丈量的誤差表達(dá)式可寫成：誤差曲線 問題：被測頻率fx1MHz，選擇閘門時(shí)間Ts1s，那么由1誤差產(chǎn)生的測頻誤差(不思索規(guī)范頻率誤差)是多少？此時(shí)對(duì)規(guī)范頻率誤差有什么要求？ 思索題：為減小誤差，提高丈量頻率或增大閘門時(shí)間

3、會(huì)有什么問題？ 由測周的根本表達(dá)式： 根據(jù)誤差合成公式，可得： 式中， 和 分別為量化誤差和時(shí)標(biāo)周期誤差。 有： 所以，三、周期丈量的誤差分析 測頻時(shí)，被測頻率fx愈低，那么量化誤差愈大； 測周時(shí)，被測頻率fx愈高，那么量化誤差愈大。 可見，在測頻與測周之間，存在一個(gè)中界頻率fm，當(dāng)fxfm時(shí)，應(yīng)采用測頻；當(dāng)fxF02 (T01T02)且F01和F02非常接近。即差值T0=T02T01很小。開門時(shí)關(guān)門時(shí)被測時(shí)間間隔為：定義擴(kuò)展系數(shù)K，那么游標(biāo)時(shí)鐘周期用K可表示為：而于是，被測時(shí)間間隔可寫成：微波頻率丈量技術(shù)通用電子計(jì)數(shù)器受內(nèi)部計(jì)數(shù)器等電路的任務(wù)速度的限制，對(duì)輸入信號(hào)直接計(jì)數(shù)存在最高計(jì)數(shù)頻率的限制。對(duì)于幾十GHz的微波計(jì)數(shù)器，主要采用變頻法和置換法將輸入微波頻率信號(hào)變換成可直接計(jì)數(shù)的中頻。混頻器差頻放大器電子計(jì)數(shù)器諧波濾波器諧波發(fā)生器輸入fxfIfs變頻法變頻法或稱外差法是將被測微波信號(hào)經(jīng)差頻變換成頻率較低的中頻信號(hào)，再由電子計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)。阿倫方差丈量方案阿侖方差的丈量，需求進(jìn)展相鄰兩次延續(xù)取樣。可用兩臺(tái)計(jì)數(shù)器交替任務(wù)實(shí)現(xiàn)。丈量方案如以下圖。其波形如以下圖所示：例：用計(jì)數(shù)式頻率計(jì)丈量頻率，知晶振頻率fc的相對(duì)誤差為fc/fc=510-8，閘門時(shí)間T=1