高精度相位同步及其關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、高精度相位同步是時(shí)間頻率傳輸與比對(duì)要解決的關(guān)鍵問題之一，它的解決將有助于新型原子頻標(biāo)和相位噪聲測(cè)量的精度，并對(duì)整個(gè)時(shí)頻傳遞與導(dǎo)航定位領(lǐng)域的發(fā)展起到強(qiáng)有力的推動(dòng)作用。傳統(tǒng)的相位同步建立在同頻基礎(chǔ)之上，針對(duì)不同頻率信號(hào)間的相位同步，需借助混頻、倍頻、頻率合成等系列變換過程，使用其頻率歸一化，歸一化線路不僅體積龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且極易引入噪聲，使其同步精度不易保證。為簡(jiǎn)化電路結(jié)構(gòu)、降低成本、縮短開發(fā)周期，實(shí)現(xiàn)任意射頻信號(hào)之間穩(wěn)定度和準(zhǔn)確度的精

2、密傳輸，提出基于異頻信號(hào)的高精度相位同步方法并對(duì)其關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究。
　　首先，利用異頻信號(hào)之間的群相位量子化特征，建立了射頻與微波之間的相位群同步平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了異頻鑒相的連續(xù)性和同步性，使異頻信號(hào)之間的直接精密頻率控制成為可能，同時(shí)也為精密頻率源穩(wěn)定度和準(zhǔn)確度的高精度傳遞奠定了基礎(chǔ)。
　　其次，針對(duì)傳統(tǒng)相位比對(duì)中復(fù)雜的頻率變換過程、測(cè)量分辨率低及同步精度不易保證等問題，提出一種基于相位群同步的精密頻率鏈接方法。該方法以任意信

3、號(hào)之間的最小公倍數(shù)周期為特征，利用相位差量化步進(jìn)的規(guī)律性，在兩異頻率信號(hào)之間建立相位群同步，把其中一個(gè)信號(hào)的頻率穩(wěn)定度和準(zhǔn)確度傳遞到另一頻率信號(hào)之上，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)頻率信號(hào)之間的精密鏈接。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，與傳統(tǒng)的基于頻率處理的頻率鏈接方法相比，該法具有頻率鏈簡(jiǎn)單、成本低廉及鏈接精度高的優(yōu)點(diǎn)。
　　最后，在分析相位群同步物理特性的基礎(chǔ)上，利用FPGA技術(shù)，設(shè)計(jì)并研制了一種運(yùn)算速度快、可靠性高的精密相位同步系統(tǒng)。通過對(duì)頻標(biāo)和被測(cè)量信號(hào)的調(diào)理及