一種新型高精度頻標(biāo)比對(duì)系統(tǒng)

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1、2010年2月宇航計(jì)測(cè)技術(shù)Feb.第30卷第1期JournalofAstronauticMetrologyandMeasurementV01.30.No.1文章編號(hào):1000—7202(2010)01-0020一04中圖分類(lèi)號(hào):TM935文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A一種新型高精度頻標(biāo)比對(duì)系統(tǒng)’鄭勝峰1樓梅燕1王海2周渭2姚錫欽1(1.浙江工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,浙江溫州3250002.西安電子科技大學(xué)測(cè)控技術(shù)與儀器系,陜西西安710071)摘要基于對(duì)李沙育圖進(jìn)行圖像處理的思想,從等效鑒相頻率的原理出發(fā),提出了一種新型的高精度頻標(biāo)比對(duì)系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以捕捉圖像翻轉(zhuǎn)周期非常短的李沙育圖,通過(guò)圖

2、像處理可以比對(duì)頻差比較大的信號(hào)。并且構(gòu)成該系統(tǒng)的設(shè)備簡(jiǎn)單,精度卻可以大大提高。關(guān)鍵詞頻標(biāo)比對(duì)+李沙育圖等效鑒相頻率圖像處理ANovelHighPrecisionFrequencyComparisonSystemZHENGSheng.fen91LOU‘Mei—yan2WANGHai2ZHOUWei2YAOXi—qinl(1.ZhejiangIndustry&TradeVocationalCollege,ZhejiangWenzhou3250002.MeasurementandControlTechnology&InstrumentsXidianuniversity,Sh

3、anxixi’an710071)AbstractAnewhighprecisionfrequencycomparisonsystembasedontheideaoftheLisaajouscurveprocessingandtheconceptoftheequivalentphasecomparisonfrequencyisintroducedinthispa—per.Lissajouscurvewithshortimagecycleperiodscanbecaughtandsignalswithlargefrequencydiffer-encecanbecompar

4、edbythissystem.Thesystemcanbebuiltupbysomesimpledevices.butthemea8一urementprecisioncanbeimprovedsignificantly.KeywordsIndexTerm—Frequencycomparison+LissajousI衍、eEquivalentphasecomparisonfrequencyImageprocessing1引言現(xiàn)在應(yīng)用的頻標(biāo)比對(duì)設(shè)備大多是基于常用的頻標(biāo)比對(duì)技術(shù)有頻差倍增法、差拍法和相位比對(duì)法等開(kāi)發(fā)出來(lái)的。目前對(duì)于頻標(biāo)比對(duì)設(shè)備的改進(jìn)都是基于器件的高速度和線(xiàn)路

5、的優(yōu)化設(shè)計(jì),所以精度提高都十分有限。利用最大公因子頻率和最小公倍數(shù)周期可以得到等效鑒相頻率,它是兩信號(hào)之間相位差周期性變化的一種反映¨’2】。等效鑒相頻率遠(yuǎn)大于兩信號(hào)·基金項(xiàng)目:國(guó)家自然科學(xué)基金(60772135)(10703004)資助項(xiàng)目中的任何一個(gè)被測(cè)量信號(hào)的頻率,所以以它為基礎(chǔ)的測(cè)量可以獲得更高的分辨力。李沙育圖形法可用于兩信號(hào)頻率值之比小于10的整數(shù)的頻標(biāo)比對(duì),所以測(cè)量精度不高。但是把等效鑒相頻率和示波器上顯示的李沙育圖相結(jié)合,可以獲得很高的測(cè)量精度p-,然而比對(duì)頻差比較大的信號(hào)時(shí),李沙育圖的圖像翻轉(zhuǎn)周期非常短,觀(guān)察起來(lái)非常困難?;趯?duì)李沙育圖進(jìn)行圖像處理的

6、思想,從等效鑒相頻率的原理出發(fā),提出了一種新型的高精度頻標(biāo)比對(duì)系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以捕捉圖像翻轉(zhuǎn)周期非常短的李沙育圖,通過(guò)圖像處理可以比對(duì)頻差比較大的信號(hào)。并第1期一種新型高精度頻標(biāo)比對(duì)系統(tǒng)且構(gòu)成該系統(tǒng)的設(shè)備簡(jiǎn)單,精度卻可以大大提高。2系統(tǒng)組成及原理高精度頻標(biāo)比對(duì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是從等效鑒相頻率的原理出發(fā),并且基于對(duì)李沙育圖進(jìn)行圖像處理的思想。該系統(tǒng)由模擬示波器、圖像采集設(shè)備和圖像處理系統(tǒng)組成,系統(tǒng)組成框圖如圖1所示。圖1系統(tǒng)組成框圖因?yàn)樾盘?hào)輸入數(shù)字示渡器會(huì)有量化誤差,所以本系統(tǒng)選用模擬示波器。當(dāng)待測(cè)頻率和標(biāo)準(zhǔn)頻率輸入模擬示波器后。由于李沙育圖形法沒(méi)有使用示波器內(nèi)部的同步系統(tǒng),示

7、波器圖形顯示的完全是兩個(gè)輸入信號(hào)自身時(shí)間(相位)和幅度關(guān)系的相互融合,不會(huì)由于示波器同步問(wèn)題而造成測(cè)量誤差卜1。等效鑒相頻率,并不是實(shí)際存在的頻率,而是根據(jù)兩個(gè)頻率信號(hào)之間的相位差的變化,所反映的一種規(guī)律性的現(xiàn)象的周期性的相位反復(fù)表現(xiàn)出的相對(duì)相位移的滿(mǎn)周期對(duì)應(yīng)的頻率值。設(shè)兩頻率石和六■=AT.。以=既。,其中A和B是兩個(gè)互素的正整數(shù),我們稱(chēng)厶。是兩個(gè)頻率的最大公因子頻率,它的周期稱(chēng)為兩個(gè)頻率的最小公倍數(shù)周期,我們用L;。表示。我們可以從下圖2兩信號(hào)的相位關(guān)系中直觀(guān)的理解這些概念等效鑒相頻率厶=1A礬。,其滿(mǎn)周期‰=寺設(shè)A>B,因?yàn)闅狻?“‘叫?17,

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