一种超高分辨率数字化处理的频标比对技术

摘要

时间和频率测量技术在现代测量领域中具有最高的稳定度和测量精度。随着科学技术的发展，时频测量技术的精度也越来越高，传统的模拟处理精度很难有大的提高，数字化技术逐渐成为时频测量的主要手段，配合合理的算法，是主要的精度提高方法。
　　相位重合检测技术是频率测量的一种很好的方法，对于频标比对，相位重合检测技术由于很难判断相位重合点而不太适用。针对模拟状态下处理方法的不足，本文使用了一种新的数字化方法。在数字化中的应用，提出了数字化边沿效应的概念，在此基础上，还有了时钟游标效应的技术。两个方法结合，能有效地抑制量化误差的影响。数字化边沿效应是时钟游标效应的理论基础，时钟游标效应是数字化边沿效应的扩展延伸。时钟游标效应原理保证A/D转换器的量化过程的有序性，直接数字测量实现了从实体线路到数字化虚拟背景下的处理。由于数据的有序采集，就能够使用诸如相位重合检测、测量模糊区的边沿效应处理和利用、数字信号量化数值中存在的相位细节及应用等措施，对数字处理的精度有较大的提升。
　　本文在数字化边沿效应的基础上，提出了基于时钟游标效应的数字化频标比对技术。根据A/D转换器的特性，对数字化动态模糊区的概念做了详细的介绍，通过测量交流电压有效值的实验验证了数字化边沿效应对量化误差的抑制作用以及跳变沿的位置判断，并以此为基础利用时钟游标效应对于相位的移动效果，能很好地捕捉到信号各个相位处的电压数据，利用转换边沿处的高稳定度，配合相位重合检测技术在数字化中的应用，自校精度能达到9.34×10-13/s。

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第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 论文的主要内容和具体章节安排

1.4 本章小结

第二章 频标比对方法与边沿效应

2.1 传统频标比对方法

2.2 相位群同步理论与相关概念

2.3 相位重合检测技术

2.4 边沿效应

2.5 本章小结

第三章 数字化技术与时钟游标效应

3.1 数字化测量技术

3.2 数字化测量中的边沿效应

3.3 时钟游标效应

3.4 本章小结

第四章 数字化测量量化误差的抑制

4.1 数字化边沿效应测量系统设计

4.2 数字化边沿效应量化误差实验分析

4.3 时钟游标效应与3120A对比

4.4 本章小结

第五章 基于时钟游标效应的数字化频标比对设计

5.1 相位重合检测技术分析

5.2 数字化相位重合检测技术原理分析

5.3 系统设计

5.4 实验结果与误差分析

5.5 本章小结

第六章 总结及展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

致谢

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