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精密频率测量在导航、通讯、电子、天体和国防建设等领域有着极其广泛的应用。随着频率标准量级不断提高,对测量仪器有着越来越高的要求。因此,需要研制高精度、高稳定性的测量系统。
本文基于多通道相位测量设备(TSC MMS),利用网络实现远程控制与监测,研制出用于精密频率源远程监测和性能测试的高精度系统,并自主开发测量软件。本文所做的工作如下:
1.研究了TSC MMS测量原理和使用方法,详细分析双混频时差测量原理,验证TSC MMS测试性能。提出将TSC MMS测量功能扩展的方法,由单纯的相位测量扩展到频率测量、稳定度测量,并研究一套将TSC MMS测量数据采集并分析得到频率信息的算法。
2.研究了虚拟仪器技术在时频测量系统中的应用。在Labwindows/CVI8.5平台下设计开发测量软件。该软件可对待测信号进行相位、频率和稳定度测量,实时采集测量数据,分析测量结果,并可自动化、实时化、图形化的显示。系统各个部分的功能均以模块化设计实现,测量精度高,拥有良好的人机交互界面,操作简单,功能扩展灵活,可移植性强。
3.研究了网络化测控技术,包括远程登录与监测体系。实现了系统对测量设备的远程控制和对输入信号的完好性监测,为系统的正常运行提供了保障。同时,利用网络实现资源共享,克服传统测量对于地域的物理限制,降低对测量系统的人为影响,使整个测量系统智能化、网络化,操作性强,适用范围广。
4.搭建系统性能测试平台,采用不同的频率信号进行试验。分析系统性能,验证系统的可靠性。
研制的测量系统,其测量的频率范围为1~20MHz,1s的本底噪声优于2.5E-13(ADEV)。测量通道数根据实际需求最多增加到28路。现已应用到实际测量中。