一种基于单片机时频信号处理的实用方法

一种实用的时间及频率处理方法能够被用于产生精密的时间信号、稳定的相位步跳、频率变化及合成,以及用于精密的时频测量仪器和其它用途中.这种方法是通过改变微计算机机器周期的周期与相位来完成时频信号处理的.它的基础是在微计算机时钟线路中高频时钟信号的脉冲扣除、量化相移及其它锁相及相位处理方法.脉冲扣除和相位延迟可以对不同的应用目的周期性的进行或单步完成,以分别在微计算机的输出处获得频率的变化与合成或相移效果.使用这种方法并在软件控制下,简单的窄频率范围的调整能够在宽频率范围内产生精密的频率及时间信号.在计算机时钟线路中扣脉冲和移相能够改变计算机机器周期的周期与相位.因此在软件的帮助下,计算机输出信号的周期与相位能够被精确地调整.一些频差倍增,相位与时间处理方法、周期扣除方法能在这里采用以获得不同的准确度.使用这种方法,对时间信号处理的准确度能够从几十纳秒到优于1ns.当与其它技术结合时,还可以获得100ps～10ps的准确度.因此该实用技术可以获得广泛的应用.     

基于相位重合点检测技术的频标比对系统

相位重合点检测是一种高准确度测量周期性信号参数的技术,已实际应用于高准确度频率计中。介绍了相位重合点检测技术的原理及其在频标比对系统中的应用。实际工作情况证明,采用相位重合点检测技术的频标比对系统,具有电路简单,可靠性高的优点,测量分辨力达到了100 ps量级。     

时间频率的高准确度测量方法

论述了目前时间频率在时域的高准确度测量中所采用的标准及测量技术与方法。我们组建的时间频率标准自动测试系统和时间频率标准相位比较测量系统,其准确度分别为1×10-12和2×10-14/d。     

两厘米相位标准的研制

本文介绍了两厘米相位标准的研制情况,该装置采用变频保相、同步锁相的双通道比相系统,具有频率范围宽,动态范围大,准确度高,操作方便,多功能等特点,利用自校准法对装置进行了测试检定。误差分析合理。装置的测量误差小于±0.1°。可用于精密相移测量和有源器件相位稳定性的测量。     

用相位计测量群时延的方法和技巧

介绍用相位计测量群时延的方法和技巧。通过分析和实验,给出了两种便于操作的测量方法,特别是利用第二种方法的测试技巧,把对时延的测量转换为对频率的测量,提高了测量准确度,使测量过程简便可行。     

电信时钟信号的频率测量装置

利用频率变换和频率合成技术,将电信时钟信号频率转换为１ＭＨｚ整数频率,再利用现有的频标比对器,实现电信时钟信号频率和频率稳定性的高准确度测量。对所建立的测量系统自检,测量灵敏度优于１×１０／ｓ。     

微处理机在相位噪声测量中的应用

信号源相位噪声的测量是一种重要的精密电信号的测量,它分为时域测量和频域测量两大类。某些毫秒级以上的频率变化,只有时域测量才能实现。可以用通用数字频率计和单板微机相结合的办法,构成时域相位噪声测量仪,以满足雷达、通讯和航天技术对信号源的频率稳定度的严格要求。为此,提出探讨这种测量仪的组成方案、测量原理及其误差等问题。     

NVNA谐波相位检验件设计及定标

本文介绍了一种用于检验非线性网络分析仪谐波相位指标的检验件设计方法,并搭建了基于实时示波器的测量系统对谐波相位进行定标。通过高速实时示波器对检验件的输出信号进行采样,利用傅立叶变换提取谐波相位信息。为了得到高准确度的测量结果,采用去缠绕、最小二乘等算法对相位结果进行优化处理。实验结果表明,该方法可以作为NVNA谐波相位指标的验证手段对NVNA的谐波相位进行验证。     

相位自动跟踪检测系统

介绍一种适用于自动化的相位跟踪检测系统。该系统采用新的相位测量方法——平均相位角法,消除了过零触发电路中固有的直流电平带来的相位偏移引起的相位测量误差。同时,设计了新颖的用于自动测量的相对计数时间/频率转换电路,在激光干涉比长仪1m行程内实时检测相位变化,保证了激光干涉比长仪的测量精度,提高了自动化程度。     

8802超低频标准相位产生器

８８０２超低频标准相位产生器采用数字技术，用Ｄ／Ａ变换方法产生正弦信号，由单片机控制频率和相位，频率由晶振综合产生，相位可数字预置，频率准确度高至±５×１０￣（－６），相位准确度高至±０．０００２°。介绍了主要技术指标、工作原理、技术特点和误差分析等。     

基于时空和时相关系的时频处理方法

随着导航定位、空间技术、计量、精密时频测控包括各种量子频标的发展,对特高分辨力的时间测量和处理以及高频率的点频信号测量提出了更高要求。针对这方面的问题可以采用以信号稳定传输现象为基础以及相位变化规律存在于任意频率信号之间等特性达到高精度测量的目的。基于信号传播的稳定性,根据时间和空间之间的关系,通过建立针对性的传输通道把被测量的时间间隔与相应的路径上的延迟时间拟合进行测量。能够把被测量的时间间隔,尤其是短时间间隔量在空间的方向上展开通过对相应长度量的测量和处理算出被测量。作为对短时间间隔的测量结果,它可以成为传统多种技术的替代品,并且成为大量频率、周期和时间间隔测量技术与仪器精度进一步提高的关键手段。这项工作与传统的时—空关系的认识及利用结合更有利于对于时间、传输、空间的联系、单位的相关性等的理解进一步深化。另一方面,在频率信号之间基于最小公倍数周期会周期性地出现信号间相位重合的情况。这样在时间轴上,可以按照时间的延伸周期性地出现代表随着时间而进行的最小公倍数周期间隔的重合标志。在此基础上调整来自同一参考源的两个频率信号的频率关系,就能够调整时间轴上的时间标记。因此,基于上述频率信号特征的时间传输和处理技术可以实现建立在频率信号特性基础上的时间信号的形成、传递和处理等问题。     

高精度频标比对实现的新方法

提出了一种实现高精度频标比对的新方法,通过控制正反相切换电路来达到消除鉴相中的“死区”和非线性问题,通过对两个比对信号经过鉴相器输出的矩形脉冲进行填充,并对填充脉冲在给定时间内进行计数可以将计数值进行曲线拟合,得到高精度的相位比对曲线并计算出两比对信号的频差。     

全相位FFT频率测量在调频激光测距技术中的应用

调频连续波激光测距技术在常见的非合作目标激光测距技术中,目前具有最高的测量精度,其原理是对激光的光频进行线性调制,通过测量发射信号和回波信号的频率差反推目标的距离。因此频率测量精度对于距离测量精度具有决定性影响。传统FFT由于存在频谱泄露,且频谱细化方法从根本上受限于FFT的精度,导致测量精度低。全相位FFT较好的解决了频谱泄露的问题,具有相位不变性。本文提出将全相位FFT方法应用于调频激光测距,采用时移相位差法对频率进行测量,在MATLAB环境下对试验获取的数据进行频率解算并计算目标距离。试验证明,全相位FFT应用于调频激光测距数字信号处理时,在大于50m距离处测距误差小于0.3mm,达到了良好的应用效果。     

时频测量的新技术——相位重合点检测技术

近年来相位重合点检测技术和周期性信号参数测量各种高精度的方法在国内外得到了广泛应用。对这种新技术的基本原理、所派生的频率、周期、相位差和时间间隔测量方法作了介绍。这些新方法测量精度高,测量频率范围宽,设备构成比较简单,在时频测量领域将获得越来越广泛的应用,可能逐渐取代已有的某些测量技术,并可在其它量测量领域获得推广。     

“嫦娥4号”中继星开环测速方案设计与试验验证

针对深空探测器轨道测量任务高精度测速需求,提出了一种开环测速方案。首先,采用窄带模式对深空探测器下行信号进行采集记录,利用傅里叶变换+线性调频Z变换+本地重构相关联合信号处理方法,对探测器主载波信号进行处理,自适应提取探测器主载波频率;然后,基于主载波频率获取反映探测器相对于测站速度运动关系的多普勒频率,并评估多普勒频率的随机噪声水平;最后,将基于本文的多普勒频率与深空站测速基带多普勒频率、累积载波相位测速多普勒频率进行比对,并将3种多普勒频率输入探测器联合定轨程序,进一步评估本方案获取的多普勒测速绝对精度。基于"嫦娥4号"中继星在轨实测试验数据分析表明:所获得的多普勒频率提取精度为10 m Hz,优于深空站基带测速多普勒频率与累积载波相位测速多普勒频率精度;联合定轨表明:多普勒测速绝对精度为0.2 mm/s,有效验证了深空开环测速技术,为后续深空探测器轨道联合测量系统研制奠定了技术基础。     

提高数字器件频率稳定度测量分辨率的研究

提出了一种利用信号时空关系测量相位差来修正差拍周期的方法,并通过实验证明了该方法的正确性和可行性。此方法在提高数字器件频率稳定度测量分辨率方面还有很大的空间,是一种很有潜力的高精度测量技术。     

毫米波单脉冲测角中幅相不一致的影响及补偿

对于现在广泛应用的比幅单脉冲测角系统来说,接收通道的幅相一致性是确保测角精度的一个关键因素。但是在工程实际中很难保证接收通道的完全一致,尤其对于毫米波单脉冲测角系统来说,将更加困难。本文首先介绍了比幅单脉冲的测角原理及数字处理提取角误差的两种计算公式,然后结合毫米波单脉冲系统的特点及工程实际分析了幅相不一致对测角的影响,并给出了一些补偿的方法。     

GPS掩星探测天线相位中心的校准

GPS天线是GPS接收系统的关键部件,它的性能特点直接影响GPS信号的有效接收.天线相位中心的变化直接影响GPS伪距和载波相位观测量的测量.而且,相位中心并不是固定的,它会随不同的来波方向发生移动.为了更好地满足一些高精度的需要,相位中心的变化量在解算时必须被考虑进去.本文讨论了一种GPS天线相位中心的校准方法,利用微波暗室测量出不同方位角和不同俯仰角的相位方向图,即可解算出不同来波方向天线相位中心点的精确位置.对自主研制的双频GPS天线相位中心进行了测定,在仰角±75°范围内,其相位中心变化4mm以内.