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高精度时间频率信号测量与分析平台的设计

作　者: 张慧君
导　师: 边玉敏
学　校: 中国科学院研究生院（国家授时中心）
专　业: 天体测量与天体力学
关键词: 时间频率测量平台分析平台设计精度频率稳定度置信区间
分类号: P127
类　型: 硕士论文
年　份: 2003年
下　载: 358次
引　用: 8次
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内容摘要

本论文提出了一种高精度时间频率信号测量与分析平台的系统方案，该平台由两个差拍器、一台带有插卡式计数器的PC机和一个专用的测量控制与数据分析软件组成，形成一个数字化、虚拟化、综合化、自动化的高精度时间频率测量系统。自20世纪60年代以来，时间及频率稳定度的表征方法一直在不断的发展，有阿仑方差、修正阿仑方差、时间方差、哈达玛方差、总方差以及常用于电信网络的时间间隔误差(TIE)和最大时间间隔误差(MTIE)。本论文在通用的五种噪声模型的基础上讨论了这些统计方法各自的优缺点及其适用范围，并研究了各种频率稳定度估计的置信区间的计算方法。该平台支持直接频率和时差法两种较低精度的测量方法以及双混频时差法、差拍频率法和频差倍增法高精度的简接测量方法，本文研究了各种测量方法的原理，对各种测量方法的量化误差作了分析，并给出具体的实例。在上述基础上详细讨论了系统的软硬件组成结构，给出了软件系统的详细设计过程，并对远程测量与控制以及远程通信作了探讨。该平台可完成对被测信号的时域各项技术指标的测定，并以图形或数据表的形式提供相应的测试结果报告，系统具有友好的人机交互界面。

全文目录

第一章引言  6-13
  1 、1 时间频率测量在科技发展中的地位  6-7
  1 、2 现代电子测量的发展方向  7-8
  1 、3 国内外相关高精度时间频率测量的发展状况  8-11
  1 、4 本论文所做的工作  11-13
第二章时间频率信号的属性和表征方法  13-37
  2 、1 基本定义  13-14
  2 、2 振荡器输出的系统模型及噪声模型  14-17
    2 、2、1 振荡器输出的系统模型  14-15
    2 、2、2 精密振荡器输出的噪声模型  15-17
  2 、3 时域频率稳定度的表征方法  17-28
    2 、3、1 概述  17-18
    2 、3、2 阿仑方差(AVAR)  18-20
    2 、3、3 修正阿仑方差Modσ_y~2(τ)  20-22
    2 、3、4 时间方差TVAR  22
    2 、3、5 最大时间间隔误差MTIE  22-24
    2 、3、6 时间间隔误差TIE rms  24
    2 、3、7 哈达玛方差Hσ_y~2(τ)  24-25
    2 、3、8 总方差Tot var(τ)  25-28
  2 、4 方差估计的置信区间以及迭代取样  28-33
  2 、5 噪声类型辨别方法  33-35
  2 、6 各种方差估计总结  35-37
第三章时间频率测量方法及其测量精度分析  37-48
  3 、1 时间频率测量原理概述  37-38
  3 、2 频率测量模式  38-42
    3 、2、1 直接频率测量  38-39
    3 、2、2 差拍频率法测量  39-41
    3 、2、3 频差倍增法测量  41-42
  3 、3 时间/相位差测量模式  42-48
    3 、3、1 直接时差法测量  42-44
    3 、3、2 双混频时差法测量  44-48
第四章测量与分析平台的设计  48-54
  4 、1 测量与分析平台的总体设计方案  48-50
  4 、2 PC插卡式计数器(GT200)  50-51
  4 、3 高性能差拍器  51-52
  4 、4 软件部分基本功能要求分析  52-54
第五章软件系统分析与设计  54-84
  5 、1 软件系统分析  54-64
  5 、2 软件系统设计  64-84
    5 、2、1 系统设置模块  65-66
    5 、2、2 测量模块  66-72
    5 、2、3 数据分析模块  72-82
    5 、2、4 远程通信模块  82-84
第六章系统实现及实验结果  84-90
结束语  90-91
术语  91-93
参考文献  93-96
硕士期间发表文章目录  96-97
致谢  97

高精度时间频率信号测量与分析平台的设计

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