基于相位处理的超高分辨率频率测量的研究

发布时间：2017-08-17 23:05

  本文关键词：基于相位处理的超高分辨率频率测量的研究

  更多相关文章： 模糊区 相位重合检测 边沿效应 数字化重建 分辨率

【摘要】：时频测控技术广泛的应用于各个领域,其中包括航空航天、通信通讯、卫星导航、测试计量、空间技术以及地质勘探等。因此,时频测控领域的探究是非常重要的。在与时间频率相关的测量与控制方面,与其他各种各样的时频测控方法相比,相位比对技术往往能够获得最高的测量精度和测量分辨率。然而,传统的相位比对技术的应用范围非常窄,对于有着广泛应用的复杂频率信号难以适用,且精度一般很难达到技术需求。这样,严重制约着相位比对技术的广泛发展,进而影响到其他领域的进步。因此,迫切地需要新的测控方法来弥补相位比对技术的不足,基于相位重合检测的数字化重建频率测量方法由此应运而生。数字化重建测量方法是在传统相位比对技术、模糊区、模糊区的边沿效应的基础上形成的一种新的测控方法。通过相位重合检测电路对重合脉冲信号进行分析,在连续计数模块采用四个计数器对参考信号和被测信号在测量闸门内进行连续不断计数,这样先实现被测信号的测量,得到被测信号的频率值。再对这个频率值进行一系列的数据处理,从这个频率值中去掉频率的偏差数,重建出一个频率等于被测信号频率标称值的信号,这样它们之间就能够在相同频率标称值的情况下进行相位比对,进一步提高测量精度,从而填补了传统相位比对技术的不足。由于这个重建的信号并不是实体上存在的,所以我们称之为“重建”的信号。在本论文中,介绍了模糊区与模糊区的边沿效应等基础理论,重点叙述了基于相位重合检测的测频方法以及进一步提高分辨率的数字化重建方法原理及其实现方法,并且对其进行数据分析。同时还可以直接得出两比对信号之间的相位变换信息。该测频方法不仅测量精度和分辨率有很大的提高,能实现12-10数量级的测量精度。它实质上是将只有在相同频率标称值才能进行相位比对的比相技术的高测量精度(精度随着时间的积累而大幅度提高)的优点和测频所具有的宽频率范围的优点很好的相结合,在长时间内可以提高任意频率信号的比对精度,频率稳定度达到了-1810/天的比对精度。
【关键词】：模糊区 相位重合检测 边沿效应 数字化重建 分辨率
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM935.1
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 符号对照表11-12
• 缩略语对照表12-15
• 第一章 绪论15-19
• 1.1 研究背景和意义15-16
• 1.2 国内外的现状和发展趋势16
• 1.3 论文的重点工作介绍和安排16-17
• 1.4 本章小结17-19
• 第二章 常用的频率测量方法19-29
• 2.1 直接测频法19-20
• 2.2 多周期同步测频法20-22
• 2.3 模拟内插法22-24
• 2.4 游标测频法24-26
• 2.5 相检宽带测频技术26-28
• 2.6 本章小结28-29
• 第三章 基于相位的数字化重建测频方法的原理研究29-43
• 3.1 数字化重建测频理论基础29-33
• 3.1.1 测量分辨率及分辨率的稳定度29
• 3.1.2 集中模糊区和离散模糊区29-31
• 3.1.3 边沿效应31-32
• 3.1.4 周期信号之间的相位关系32-33
• 3.2 相位重合检测技术33-38
• 3.3 基于相位的数字化重建测频原理38-42
• 3.3.1 连续相位信息获取38-41
• 3.3.2 累计相位差处理41-42
• 3.4 本章小结42-43
• 第四章 数字化重建测频方法的设计与实现43-61
• 4.1 实验总体方案43-44
• 4.2 器件选型44-46
• 4.2.1 FPGA的选择44-46
• 4.2.2 单片机的选择46
• 4.3 各模块的实现46-60
• 4.3.1 信号的前期处理模块47-51
• 4.3.2 相位重合检测电路模块51-56
• 4.3.3 相位连续测量模块56-59
• 4.3.4 数据处理与显示模块59-60
• 4.4 本章小结60-61
• 第五章 实验数据及误差分析61-71
• 5.1 测频实验结果分析61-68
• 5.1.1 互比实验61-65
• 5.1.2 自校实验65-68
• 5.2 误差分析68-69
• 5.3 本章小结69-71
• 第六章 总结与展望71-73
• 6.1 本文总结71-72
• 6.2 工作展望72-73
• 参考文献73-75
• 致谢75-77
• 作者简介77-78

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王海;周渭;宣宗强;;高精度频率测量技术及其实现[J];系统工程与电子技术;2008年05期

2 陈昊;山艳;张思祥;;基于能量矩形平衡法频率测量技术的研究与改进[J];噪声与振动控制;2008年03期

3 贺振中;李孝辉;刘娅;;宽范围数字化精密频率测量系统的研制[J];时间频率学报;2013年02期

4 吴立民,李路江,戴义平,余维淼,刘炯;一种新型叶片频率测量装置[J];河北电力技术;2001年04期

5 陈堂敏;;提高实时频率测量范围和精度新方法[J];电子测量技术;2001年04期

6 杨冠群;以周期滑动扩展的测周法实现等精度的频率测量[J];电子技术应用;2002年02期

7 王革思,卢英男;自动频率测量仪电路设计[J];信息技术;2003年09期

8 朱雪枝,王学伟;自动分频法宽量程频率测量技术及实现[J];北京化工大学学报(自然科学版);2004年01期

9 李智奇,王海,张雪萍,周晖,偶小娟,宣宗强,于建国,周渭;关于超高频率测量技术的研究[J];宇航计测技术;2004年03期

10 吴峰;朱瑞祥;张会娟;黄玉祥;单士睿;;利用双8051芯片组成的频率测量系统[J];微计算机信息;2006年11期

中国重要会议论文全文数据库 前6条

1 王刚;张东风;;PLC频率测量接口设计[A];第十三届全国煤矿自动化学术年会、中国煤炭学会自动化专业委员会学术会议论文集[C];2003年

2 侯俊勇;;高速高精度频率测量系统的CPLD实现[A];首届信息获取与处理学术会议论文集[C];2003年

3 徐进;蔡新举;;基于FPGA的参数自适应频率测量技术[A];2004全国测控、计量与仪器仪表学术年会论文集（上册）[C];2004年

4 赵桀;周渭;陈法喜;;基于群相位关系的新型高分辨率频率测量技术[A];2009全国时间频率学术会议论文集[C];2009年

5 夏振华;;基于FPGA和89C51的等精度频率计的实现[A];教育部中南地区高等学校电子电气基础课教学研究会第二十届学术年会会议论文集（下册）[C];2010年

6 林丽莉;周文晖;冯天瑾;;采用小波变换的LDA信号频率测量[A];中国仪器仪表学会第三届青年学术会议论文集（下）[C];2001年

中国重要报纸全文数据库 前2条

1 记者 李新龙 通讯员 罗芳;中国人站上时间之巅[N];湖北日报;2013年

2 ;NB8216D：40MHz频率测量及LED显示[N];电子资讯时报;2007年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 季园媛;光纤多普勒拍频信号高速采集系统设计[D];西安工业大学;2016年

2 周旭阳;基于相位处理的超高分辨率频率测量的研究[D];西安电子科技大学;2015年

3 刘晨光;新型高精度频率测量仪的实现[D];西安电子科技大学;2009年

4 张晓琳;卫星时频系统的相位和频率测量技术[D];西安电子科技大学;2013年

5 李元婕;电台测试仪频率测量算法研究与实现[D];电子科技大学;2011年

6 何涛;高精度机械振动频率测量仪研究[D];重庆理工大学;2015年

7 王欢;基于相位调制或强度调制的瞬时微波光子频率测量系统的研究[D];上海师范大学;2013年

8 李志高;基于相位处理实现频率测量[D];西安电子科技大学;2012年

9 李晓东;基于相位群同步的任意频率测量研究[D];西安电子科技大学;2012年

10 史海涛;基于相位重合检测阵的频率测量研究[D];西安电子科技大学;2014年

，

本文编号：691515