硕士论文-新型高精度频率测量仪的实现

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1、西安电子科技大学硕士学位论文新型高精度频率测量仪的实现姓名：刘晨光申请学位级别：硕士专业：测试计量技术及仪器指导教师：周渭20090101摘要本文在对周期性信号之间的相差关系研究的基础上论述了一种基于相位重合检测技术的高精度频率测量方法。利用两路周期信号之间的相位重合点使被测信号和标频信号完全同步构成测量闸门，对此闸门进行脉冲计数，在理论上避免了±1个字的计数误差。相比传统的方法，测量准确度大大得到提高。本文分析了周期性信号之间的相互相位关系，给出了描述周期信号特性的几个特殊概念，并分析了基于相位重合检测理论的频率测量方法，也进行了误差分析。同时本文给出了系统的整体

2、硬件架构以及关键的电路设计，重点介绍了信号调理电路、相位重合检测电路的设计方法。最后给出了在实际电路设计中的误差分析模型。实际测试样机表明，本文论述的方法，测频准确度可以达到lO一2量级，达到国际领先水平。本文第二个工作是研究基于此原理的扩展使用，并且给出了一种将相检原理和传统的频差倍增法相结合的频标比对系统，给出了系统的整体结构设计框图及误差分析模型。理论分析表明，这两种方法结合使用使得测量准确度得到大大提高。本文同时研究了相位重合检测技术在周期性信号相位差测量中的应用，给出了系统整体设计方案及理论计算公式。随着在这方面的深入研究，此技术很可能发展成为计量领域的最

3、前沿技术。关键词：频率测量高精度相差关系重合检测AbstractThispaperdiscussesahigh-precisionfrequencymeasurementmethodbasedonphasecoincidencedetectiontechnology．Thisfrequencymeasuringinstrumentsynchronizesmeasuringgates，testsignalsandstandardfrequencysignalsbyusingessentialregulationsofphasedifferencerelationshi

4、pbetweenperiodicsignals．SotheinstrumentCanavoidthecountingelTorofplusorminus1wordintheorywhencountingtheplusesduringgatesignal．Theerrorprecisionisgreatlyenhancedwhencomparedwiththetraditionalmethods．Thepaperanalyzesthemutualphaserelationshipbetweenperiodicsignals，andseveralspecialconce

5、ptswhichareusedtodescribethecharacteristicsofperiodicsignalsaregiveninthepaper．Wealsoanalyzethefrequencymeasurementmethodsbasedonthetheoryofphasecoincidentaldetectionanditserror．Thepaperpresentstheoveralldesignofhardwarestructure，thekeycircuitsdesignandemphaticallyintroducesacircuitfor

6、signaldisposalandcircuitsdesignmethodsaboutphasecoincidentaldetection．Theerroranalysismodelisfinallygiveninpracticalcircuitdesign．ActualtestshowsthatthefrequencymeasurementprecisionoftheproposedmethodCanreachtomagnitudeandfarbeyondthemeasurementaccuracyoftraditionalmethods．Thesecondtas

7、kofthispaperistoresearchtheexpandeduseoftheprinciple，andgivesafrequencystandardscomparisonsystemcombinedbyphasecoincidencedetectiontechnologyandmagnifyingthefrequencydifferencemethod．Theoryshowsthatthismethodcallgetmuchhigheraccuracy．ThePaperalsorepresentstheapplicationofphasecoincid