時(shí)差頻標(biāo)測(cè)試知識(shí)

1、多通道雙混頻時(shí)差頻標(biāo)測(cè)試系統(tǒng)、概述（一）用途多通道雙混頻時(shí)差頻標(biāo)測(cè)試系統(tǒng)是高精度時(shí)域參數(shù)測(cè)量?jī)x器，主要用于測(cè)量、比對(duì)多個(gè) 相同頻率的阿倫標(biāo)準(zhǔn)偏差、頻率偏差、相位差以及頻率值，廣泛應(yīng)用于時(shí)間頻率實(shí)驗(yàn)室原子 頻標(biāo)的守時(shí)，各級(jí)計(jì)量部門(mén)的頻標(biāo)計(jì)量，還可以應(yīng)用于無(wú)線電導(dǎo)航、航空、通信、天文、物理研究、計(jì)測(cè)等領(lǐng)域。（二）特點(diǎn)高穩(wěn)定頻率標(biāo)準(zhǔn)度時(shí)域頻率穩(wěn)定的測(cè)量方法一般有頻差倍增測(cè)頻法、頻差倍增測(cè)周法、差拍法、雙混頻時(shí)差法和比相法、比時(shí)法等。 頻差倍增測(cè)頻法測(cè)量誤差較大，適用于短期穩(wěn)定度測(cè)量，參考頻率標(biāo)準(zhǔn)不需要調(diào)偏。 頻差倍增測(cè)周法測(cè)量誤差較小，適用于短期穩(wěn)定度測(cè)量，參考頻率標(biāo)準(zhǔn)需要調(diào)偏。 差拍法測(cè)量誤差小，

2、適用于短期穩(wěn)定度測(cè)量，參考頻率標(biāo)準(zhǔn)需要調(diào)偏。 比相法、比時(shí)法測(cè)量誤差小，適用于長(zhǎng)期穩(wěn)定度測(cè)量，參考頻率標(biāo)準(zhǔn)不需要調(diào)偏。 雙混頻時(shí)差法測(cè)量誤差小，適用于短期和長(zhǎng)期穩(wěn)定度測(cè)量，參考頻率標(biāo)準(zhǔn)不需要調(diào)偏。很 容易實(shí)現(xiàn)阿 倫方差測(cè)量所需無(wú)間隙連續(xù)采樣的頻率穩(wěn)定度測(cè)量，而且對(duì)時(shí)間間隔的測(cè)量不需要很高的精度。（三）產(chǎn)品國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)對(duì)商品型IMTDW量系統(tǒng)的研制只有石家莊數(shù)英儀器一家單位。國(guó)際上生產(chǎn)商 品型雙混頻時(shí)差（DOT測(cè)試設(shè)備的典型代表是美國(guó)Symmetricom 和德國(guó)的Time Tech °TimeTech公司的8通道相位比較儀10037 （包含4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)插件和4個(gè)高精度插件）。大 部分產(chǎn)

3、品主要依賴(lài)進(jìn)口，其中多家單位使用的是Symnietricom和Time Tech的多通道測(cè) 量系統(tǒng)°（四）技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)測(cè)量本底噪聲小，頻點(diǎn)寬成為雙混頻時(shí)差法追求的目標(biāo)； 參考和被測(cè)頻率標(biāo)準(zhǔn)可以進(jìn)行任意頻點(diǎn)測(cè)量比對(duì)； 軟件無(wú)線電技術(shù)為雙混頻時(shí)差測(cè)量提供了新的發(fā)展平臺(tái)；雙混頻時(shí)差測(cè)量技術(shù)將會(huì) 得到推廣應(yīng)用。二、基本工作原理雙混頻時(shí)差法內(nèi)設(shè)一個(gè)媒介振蕩器，分別和兩比對(duì)頻標(biāo)的頻率進(jìn)行混頻，產(chǎn)生兩個(gè)低 頻信號(hào)，低頻信號(hào)的標(biāo)稱(chēng)頻率一般取1Hz、10Hz、100Hz或1kHz,由被測(cè)的頻率穩(wěn)定度最小取 樣時(shí)間決定。最后測(cè)量?jī)蓚€(gè)低頻信號(hào)的相位差（時(shí)差），通過(guò)相位差的變化量求出兩頻標(biāo)的 相對(duì)平均頻率偏

4、差，并利用軟件計(jì)算多種取樣時(shí)間的頻率穩(wěn)定度。雙混頻時(shí)差測(cè)量系統(tǒng)的原理框圖如下圖：fbfb+ f相位差測(cè)量通過(guò)雙重混頻，信號(hào)間的時(shí)差被倍增了 foT倍，被測(cè)頻差由高頻不損失地保留在低頻 信號(hào)中，因此測(cè)量的分辨率大大提高。作為中介源的輔助振蕩器的噪聲，由于兩通道的對(duì)稱(chēng) 性而大大抵消。這里f。是兩比對(duì)信號(hào)的頻率標(biāo)稱(chēng)值，T是差頻周期值。使用這種方法，對(duì)相 對(duì)頻率起伏的計(jì)算公式如下：Af T(i三、主要技術(shù)指標(biāo) 阿倫標(biāo)準(zhǔn)偏差頻率穩(wěn)定度在時(shí)域的數(shù)學(xué)表征，區(qū)別于統(tǒng)計(jì)學(xué)上的標(biāo)準(zhǔn)差。一般需要阿倫標(biāo)準(zhǔn)偏差隨時(shí) 間的變化曲線，它揭示頻率源的早上類(lèi)型，有助于改善頻率穩(wěn)定度。采樣時(shí)間Is的阿倫標(biāo)準(zhǔn)偏差為IX KT&qu

5、ot;2X 1015。 測(cè)量帶寬頻率穩(wěn)定度測(cè)量裝置的信號(hào)通帶寬度。帶寬越小，裝置引入的噪聲被抑制的越多，能減 少測(cè)量不確定度；但過(guò)窄也會(huì)抑制被測(cè)信號(hào)的噪聲使測(cè)量結(jié)果不真實(shí)。一般規(guī)定測(cè)量帶寬大于采樣時(shí)間倒數(shù)的5倍。帶寬可以根據(jù)采樣時(shí)間選擇從1kHz到0.5Hz不等。米樣時(shí)間頻率穩(wěn)定度測(cè)量時(shí)對(duì)應(yīng)的平均時(shí)間。imsl年。采樣間隔可任意設(shè)置。四、選購(gòu)注意事項(xiàng)價(jià)格選購(gòu)雙混頻時(shí)差測(cè)試系統(tǒng)首先需要考慮產(chǎn)品價(jià)格范圍。雙混頻時(shí)差測(cè)試系統(tǒng)的價(jià)格取決 于許多因素，包括測(cè)量頻率、測(cè)量通道數(shù)、測(cè)量功能等，一般情況下，相同指標(biāo)的雙混頻時(shí) 差測(cè)試系統(tǒng)，國(guó)產(chǎn)比進(jìn)口產(chǎn)品價(jià)格便宜很多。 比對(duì)不確定度對(duì)于雙混頻時(shí)差測(cè)試系統(tǒng)，阿倫標(biāo)準(zhǔn)方差是最重要的指標(biāo)，描述儀器測(cè)量結(jié)果引入的誤 差范圍，比對(duì)不確定度越高價(jià)格越高。 測(cè)量頻率范圍一般測(cè)量范圍是1MH30MHz通過(guò)前置混頻器頻率范圍可以可擴(kuò)展到400