寬范圍高穩(wěn)晶振頻率穩(wěn)定度測試系統(tǒng)的設計
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2 測試系統(tǒng)的設計
2．1 信號源設計
DDS是繼直接頻率合成和間接頻率合成之后，發(fā)展起來的新的頻率合成技術(shù)。它通過系統(tǒng)時鐘脈沖驅(qū)動來讀取預先存儲的波形數(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，通過改變頻率控制字的內(nèi)容來實現(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，輸出信號的相位連續(xù)，相位噪聲低。
可選用ADI公司的AD9852作為標準鐘的核心部分，銣原子鐘提供其工作時鐘。采用AVR(ATmega128)單片機和MAXⅡ(EPT240)可編程器件對其進行控制，實現(xiàn)了頻率和相位可調(diào)，輸出頻率范圍為1～100 MHz的信號源，其框圖如圖1所示。本文引用地址：http://m.ptau.cn/article/195679.htm
在制作中，需要考慮高低頻干擾、信號的插入損耗與接觸電阻，并用軟件對橢圓濾波器電路進行仿真。用HP頻譜分析儀進行測試，達到了設計的要求。
2．2 高分辨力頻率計數(shù)器
采用倒數(shù)測量技術(shù)原理+模擬內(nèi)插技術(shù)完成設計，時間分辨力為1 ns；頻率分辨力為1×10-9／1 s。時序圖如圖2所示。
圖2中，fx為被測信號的頻率；f0為基準時鐘的頻率。當預備閘門作用時，被測信號fx打開計數(shù)門，進行被測信號和時鐘脈沖的計數(shù)；內(nèi)插擴展單元進行展寬計數(shù)。當預備閘門關(guān)閉后，被測信號fx關(guān)閉計數(shù)門，停止被測信號和時鐘脈沖的計數(shù)；內(nèi)插擴展單元結(jié)束展寬計數(shù)。
Altera公司MAXⅡ(EPT240)可編程器件完成以上功能。AVR單片機分別取數(shù)、計算、顯示。
頻率測量范圍為DC～300 MHz；頻率分辨力為1×10-9／1 s；1×10-10／10 s。
用HP53131通用計數(shù)器(225 MHz)對同一信號進行測試，其測試結(jié)果完全符合。
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