晶体振荡器自动测量系统的研制.pdf

晶体振荡器自动测量系统的研制 蔡青朱根富陆福敏 1@yahoo．eom．cn) (上海订了计量测试技术研究院无线电室，上海200233，Email：caiqingl 摘要：上海市计撼测试技术研究院研制的一套高精度，多方位适应时频汁繁现状的全自动晶体 振荡器测量系统，具有测餐精度≤1×10‘3／10s，达到了当今世界先进技术水平。本项目同时解决了 其他原有差频倍增自动测量系统不能进行的lms频率稳定度的测量和在国内首次实现川于通讯信息 文中还分析了例如l×106倍频差倍增器的研制、毫秒频率稳定度自动测量等关键技术的运川情况。 关键字：晶体振荡器；lms频率稳定度：任意频率频标； 1×lO州频差倍增器 l项目研究过程与国内外概况 时间作为三大基本物理量之一，其标准及计量的精度(包括频率)在所有的物理量中是最高的， 品体振荡器被广泛运用于时间频率计量与通信信息产业中。 频率计量需要满足两个条件：准确度、稳定度较高的参考源：具有一定测最精度的测餐装置。 由于原有的测量设备已不能满足高效率，高精度检测的要求，检测工作费时费力：同时作为通信中 器，使用以往的整数频标已经不能满足计量工作的需要。为解决上述亟待解决的问题，上海市计量 测试技术研究院研制了一套高精度、多方位、适应时频计量现状的全自动晶体振荡器测撞系统，测 x 鼙精度实际达到≤1 10。13／10s，达到了当今世界先进技术水平。其中1×106倍频差倍增器的测量精 度，在国内外类似方案中处于领先地位。同时解决了其他原有差频倍增自动测量系统不能进行的lms 频率稳定度的测量和在国内首次实现用于通讯信息产业的拓展宽带高达200NIz的任意频率频标的 高精度测量的问题，测量精度为3×10‘坦／lOs。实现了计量服务于生产、服务于社会的目标。该项目 荣获“上海市科技进步三等奖”。 2系统功能 品体振荡器自动测量系统，是晶体振荡器频率时域参数测量系统，主要用于1MHz、5MHz等频率 标准的全性能测量。该系统可对卜14路频标的老化率、取样时间、开机特性等的时域参数进行臼动 数据采集；也可对非整数频标进行全自动测量，并能按照检定规程的要求，进行数据处理及测凝结 聚的打印；也可按要求对检测路数、取样时间、时间间隔、取样组数进行任意组台，进行不同要求 的测餐。该系统具有下列功能： ● 起始检测时间设定完成后，能自动定时启动后续检测时间的多路检测(最多可达8天)，其间无 需有人值班。 ● 检测结束时．能自动切断测量仪器电源，系统进入休眠状态：当下一检测时刻至《米时，能自动 接通测髓仪器I乜源并唤醒系统进行检测。 o 多任务系统，1：行检测H后台运行．缩短了检测时间，提高了检测效率和计算机利川率。 程序逛行过程中，5I=}丽设有检测项目和检测进行情况提示，井能离接在界面上秃阅原始数据， 一328— 包tiTTll；]‘问、通道们--咐／．I、x果，便丁．检测人员了解检测情况州检测进度，合理安摊检洲吲亿 3 设计思路 揿据品振测{谤新的发展趋势加以改进，改计，f：实现了四个独立的子系统，形成了～套完整的测餐系 统。卜．面简单介纠～下四个于系统。 争1实现自动测量子系统： 将1×102倍增器从1×10’倍增器中切害0出来，与高分辨率频率计、计算机组合成全新的自动测 带子系统。该系统能满足所有较低精度常规瓣精的要求。 3．2提高测量精度予系统： 誊倍增器，与高分辨率频率计、计算机组合成目前经检索为国际先进水平的高测餐精度的自动测量 子系统，比对精度达到10_3／s量级，且具有良好的可靠性，出现故障时，可配普通计数器加打印机 进行检测，比对精度仍可≤1012／s。 3．3拓展测量范围及频带子系统： 该于系统：陌测量频带更宽的高分辨率计数器与计算机组合，使用程序控制多路开关与计数器形 ㈦皓数频{{示的测量，解决了通信产业长期不能理想解决的非整数频标信号的高精度测量问题j拓展 了’时撷计域业务范围。 3．4建立毫秒频率稳定度测量子系统： 该项I．}研制之前，国内的颇标比对器部不能测lms频率稳定度，但高稳品振等频标又有此项指 标。：博研制成的“毫秒稳定度测量仪”，与赢分辨率频率计算机、计算机结合组成一个可进行毫秒频 率稳定度洲量的自动测量子系统。该系统可进行lms～lS频率稳定度测蓬。