超低参考频率频综技术研究

发布时间：2017-04-13 02:06

  本文关键词：超低参考频率频综技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着技术的发展,许多领域对电子系统的频率特性的要求越来越高,需要系统频率源兼具优良的准确度和稳定度。由于GPS用户接收机输出的1PPS信号的准确度好但稳定度较差,而OCXO的特性刚好相反,因此,本文设计了一种超低参考频率频综方案,通过数字锁相环跟踪1PPS信号,从而使频综系统的输出兼具1PPS信号和OCXO的优点。论文首先在介绍了GPS系统的校频原理,锁相环的原理和数字锁相环在频率综合领域的发展和应用,并分析了数字锁相环的组成原理。接着,本文介绍了系统的总体设计方案和系统的硬件平台,并在Simulink平台上搭建系统的简化模型进行仿真,仿真结果证明了系统方案的可行性。然后,论文介绍了系统方案在Xilinx公司的Virtex-6 FPGA开发平台上的具体实现。系统的核心是数字锁相环,数字锁相环能通过环路调节,跟踪输入的1PPS信号的相位,从而使系统获得1PPS信号良好的准确度,同时能对输入的1PPS信号进行滤波,降低其相位抖动,保证系统具有良好的稳定度。数字锁相环主要由数字鉴相器、数字环路滤波器、DDS和反馈分频器构成。数字鉴相器利用脉冲间隔计数器测量两个信号上升沿之间的相位误差,并通过相位锁定监测模块判断环路的状态。数字环路滤波器是一个参数可配置的2阶IIR滤波器,其模拟原型是2阶有源比例积分滤波器。DDS采用无相位截断结构实现,由相位累加器、地址映射模块、ROM查找表和比较器等构成。反馈分频器由一个上升沿监测电路和计数器模块构成。论文还对各个模块进行了功能仿真,验证了各个模块的功能都是正常的。最后是系统的测试部分。实际测试表明,在使用无随机抖动的1PPS信号进行测试的条件下,系统能很好的跟踪输入1PPS信号的相位,并完全锁定,而在使用GPS接收机输出的1PPS进行测试的条件下,系统锁定后的准确度能达到10-10量级,相比OCXO的准确度提高了2个数量级,稳定度保持在10-11量级,与OCXO的稳定度相当。本文的研究工作已经取得了阶段性的成果。虽然本文设计的系统还存在着一些不足,但是本文所做的研究工作,为项目组下一步的研究打下了坚实的基础。
【关键词】：1PPS信号 频率综合 数字锁相环
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P228.4

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本文编号：302536