專利名稱：信號頻率穩定度測量方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及原子頻標領域，特別涉及一種頻率穩定度測量方法和裝置。
背景技術：
隨著科技的進步，高精度時間頻率被廣泛應用在航天、通訊等眾多領域，同時人們對時鐘源的頻率輸出的穩定性要求也越來越高。時鐘源的輸出信號頻率穩定性常采用頻率穩定度來衡量。
目前，時鐘源的頻率穩定度測量通常需要借助于計數器或比相儀、以及外部參考源等設備完成。其中，比相儀是一種高精度頻率測量儀器，它是通過對兩臺頻率標準輸出信號的相位進行對比，來測量這兩個信號的平均頻率偏差，由此計算出頻率穩定度。
在實現本發明的過程中，發明人發現現有技術至少存在以下問題
通過現有技術測量時鐘源的頻率穩定度時，測量數據存在著一些異常跳動點，對于這些異常跳動點，需要在測量時運用其他輔助手段進行判斷，如通過溫度測量來判斷異常跳動點是被測頻率源本身引起的，還是由測量儀器或者外部參考源引起的，根據判斷結果在后期通過軟件刪除這些異常跳動點來解決問題，這種刪除方式會給測量工作增加負擔，而且這種判斷方式很可能造成錯誤刪除，當被刪除的異常跳動點包括由被測時鐘源自身的原因引起的異常跳動點時，還會導致測量誤差。發明內容
為了解決現有技術的問題，本發明實施例提供了一種信號頻率穩定度測量方法和裝置。所述技術方案如下
—方面，本發明實施例提供了一種信號頻率穩定度測量方法，所述方法包括
提供兩個頻率信號源，其中一個所述頻率信號源作為外部參考源，另一個所述頻率信號源作為補償檢測源；
采用第一頻率測量儀器，同時測量被測頻率源和所述補償檢測源的輸出頻率，得到所述被測頻率源的頻率測量結果和所述補償檢測源的頻率測量結果，所述第一頻率測量儀器采用所述外部參考源作為外部時鐘參考；
判斷所述被測頻率源的頻率測量結果和所述補償檢測源的頻率測量結果中的輸出頻率值是否同時出現異常跳動點；
若所述被測頻率源的頻率測量結果和所述補償檢測源的頻率測量結果中的輸出頻率值同時出現異常跳動點，刪除所述被測頻率源的頻率測量結果中的所述異常跳動點；
根據刪除所述異常跳動點后的所述被測頻率源的頻率測量結果，計算所述被測頻率源的頻率穩定度。
進一步地,所述方法還包括
采用第二頻率測量儀器測量所述被測頻率源的輸出頻率；
當所述被測頻率源的頻率測量結果中的輸出頻率值出現異常跳動點，而所述補償檢測源的頻率測量結果中的輸出頻率值未同時出現異常跳動點時，將所述第二頻率測量儀器測量得到的頻率測量結果與第一頻率測量儀器測量得到的頻率測量結果進行平均。
進一步地，所述第二頻率測量儀器選用晶振作為外部時鐘參考。
進一步地，所述方法還包括測量所述被測頻率源的工作環境信息。
另一方面，本發明實施例還提供了一種信號頻率穩定度測量裝置，所述裝置包括
補償檢測源；
第一頻率測量儀器，用于測量被測頻率源和所述補償檢測源的輸出頻率，得到所述被測頻率源的頻率測量結果和所述補償檢測源的頻率測量結果；
外部參考源，用于為所述第一頻率測量儀器提供外部時鐘參考；
中央處理器，用于判斷所述被測頻率源的頻率測量結果和所述補償檢測源的頻率測量結果中的輸出頻率值是否同時出現異常跳動點；若所述被測頻率源的頻率測量結果和所述補償檢測源的頻率測量結果中的輸出頻率值同時出現異常跳動點，則刪除所述被測頻率源的頻率測量結果中的所述異常跳動點；根據刪除所述異常跳動點后的所述被測頻率源的頻率測量結果，計算所述被測頻率源的頻率穩定度。
進一步地，所述裝置還包括
第二頻率測量儀器，用于測量所述被測頻率源的輸出頻率；
晶振，用于為所述第二頻率測量儀器提供外部時鐘參考；
所述中央處理器還用于所述被測頻率源的頻率測量結果中的輸出頻率值出現異常跳動點，而所述補償檢測源的頻率測量結果中的輸出頻率值未同時出現異常跳動點時， 將所述第二頻率測量儀器測量得到的頻率測量結果與第一頻率測量儀器測量得到的頻率測量結果進行平均。
進一步地，所述裝置還包括環境監測模塊，用于測量被測頻率源的工作環境信肩、O
進一步地，所述第一頻率測量儀器為計數器或者比相儀。
進一步地，所述外部參考源為氫鐘、銫鐘或全球定位系統授時信號。
本發明實施例提供的技術方案帶來的有益效果是
通過判斷被測頻率源的頻率測量結果和補償檢測源的頻率測量結果中的輸出頻率值是否同時出現異常跳動點，并在被測頻率源的頻率測量結果和補償檢測源的頻率測量結果中的輸出頻率值同時出現異常跳動點，刪除被測頻率源的頻率測量結果中的異常跳動點；因此，做到了只對由測量儀器或外部參考源引起的異常跳動點進行刪除，不僅減小了工作量，同時提高了頻率穩定度的測量精度。
為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖I是本發明實施例一提供的一種信號頻率穩定度測量方法流程圖；5
圖2是本發明實施例二提供的一種信號頻率穩定度測量裝置結構示意圖。
具體實施方式
為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明實施方式作進一步地詳細描述。
實施例一
本發明實施例提供了一種信號頻率穩定度測量方法，參見圖1，該方法包括
步驟101 :提供兩個頻率信號源，其中一個頻率信號源作為外部參考源，另一個頻率信號源作為補償檢測源。
具體地，該外部參考源可以選用長期穩定度較高的高穩定度原子鐘，如H (氫原子)鐘、C s (銫原子)鐘等,或G P S (Global Positioning System,全球定位系統)授時信號。
步驟102 :采用第一頻率測量儀器，同時測量被測頻率源和補償檢測源的輸出頻率，得到被測頻率源的頻率測量結果和補償檢測源的頻率測量結果，第一頻率測量儀器采用外部參考源作為外部時鐘參考。
其中，第一頻率測量儀器可選用現有時域測量技術通用測量儀器，如高精度計數器或比相儀等裝置。
值得說明的是，被測頻率源與補償檢測源均為頻率信號源，在評估被測頻率源穩定度指標時，需要選擇同級別或高級別于被測頻率源的信號源作為補償檢測源。
步驟103 :判斷被測頻率源的頻率測量結果和補償檢測源的頻率測量結果中的輸出頻率值是否同時出現異常跳動點。
具體地，該步驟可以包括
當某一時刻被測頻率源的頻率測量結果中的輸出頻率值出現異常跳動點時，判斷補償檢測源的頻率測量結果中的輸出頻率值是否同時出現異常跳動點；若出現，則表示第一頻率測量儀器或外部參考源出現問題；若未出現，則說明被測頻率源出現問題。
所謂“異常跳動點”指的是頻率測量結果中的輸出頻率值中某個點出現較大的波動，如一臺被測頻率源的輸出頻率為5E-12/秒，某一時刻測試結果顯示輸出頻率為 5E-11/秒。
步驟104 :若被測頻率源的頻率測量結果和補償檢測源的頻率測量結果中的輸出頻率值同時出現異常跳動點，刪除被測頻率源的頻率測量結果中的異常跳動點。
步驟105 :根據刪除異常跳動點后的被測頻率源的頻率測量結果，計算被測頻率源的頻率穩定度。
在具體實現中，該步驟103 105可以由中央處理器、單片機、微控制器等實現。
進一步地，該方法還包括測量被測頻率源的工作環境信息。當被測頻率源的輸出頻率值中的異常跳動點過大時，需要根據被測頻率源的工作環境信息進行檢修，例如一臺被測頻率源的輸出頻率為1E-12/秒，某一時刻測試結果顯示輸出頻率為1E-10/秒或者更大，則認為該被測頻率源需要進行檢修。上述工作環境信息由一個單獨的模塊進行檢測，對工作環境信息進行采集并顯示在測試信息結果中。方便科研人員檢查故障。
工作環境信息包括溫度、濕度、電磁輻射水平、時間等參數值。相應地，工作環境信息可以采用溫度傳感器、濕度傳感器等裝置獲取。
優選地，該方法還包括
采用第二頻率測量儀器測量被測頻率源的輸出頻率；
當補償檢測源的頻率測量結果中的輸出頻率值未同時出現異常跳動點時
根據測量得到的輸出頻率值計算被測頻率源的頻率穩定度；
將第二頻率測量儀器測量得到的頻率測量結果與第一頻率測量儀器測量得到的頻率測量結果進行平均。
相應地，這時被測頻率源的頻率穩定度根據平均后的頻率測量結果計算。
其中，第二頻率測量儀器選用高穩晶振作為外部時鐘參考。值得說明的是，本發明中一般會選取長期穩定度較高的時間源作為第一頻率測量儀器的外部參考源，選用高穩晶振作為第二頻率測量儀器的外部時鐘參考。當被測頻率源出現跳點時，啟用第二頻率測量儀器的頻率測量結果，在短期穩定度上發揮了高穩晶振的優勢，而在被測頻率源未出現跳點時，啟用第一頻率測量儀器的頻率測量結果，發揮了外部參考源在長期穩定度方面的優勢。
需要說明的是，當被測頻率源未出現異常跳動點時，直接記錄第一頻率測量儀器的測量結果。
本發明實施例通過判斷被測頻率源的頻率測量結果和補償檢測源的頻率測量結果中的輸出頻率值是否同時出現異常跳動點，并在被測頻率源的頻率測量結果和補償檢測源的頻率測量結果中的輸出頻率值同時出現異常跳動點，刪除被測頻率源的頻率測量結果中的異常跳動點；因此，做到了只對由測量儀器或外部參考源引起的異常跳動點進行刪除， 不僅減小了工作量，同時提高了頻率穩定度的測量精度。
實施例二
本發明實施例提供了一種信號頻率穩定度測量裝置，參見圖2，該裝置包括
補償檢測源207 ；
第一頻率測量儀器203，用于測量被測頻率源201和補償檢測源207的輸出頻率， 得到被測頻率源201的頻率測量結果和補償檢測源207的頻率測量結果；
外部參考源202，用于為第一頻率測量儀器203提供外部時鐘參考；
中央處理器204，用于判斷當被測頻率源201的頻率測量結果和補償檢測源207的頻率測量結果中的輸出頻率值是否同時出現異常跳動點；若被測頻率源201的頻率測量結果和補償檢測源207的頻率測量結果中的輸出頻率值同時出現異常跳動點，刪除被測頻率源201的頻率測量結果中的異常跳動點；根據刪除異常跳動點后的被測頻率源201的頻率測量結果，計算被測頻率源201的頻率穩定度。
進一步地,該裝置還包括
第二頻率測量儀器206，用于測量被測頻率源201的輸出頻率；
晶振205，用于第二頻率測量儀器206提供外部時鐘參考；
中央處理器204還用于當被測頻率源201的頻率測量結果中的輸出頻率值出現異常跳動點，而補償檢測源207的頻率測量結果中的輸出頻率值未同時出現異常跳動點時， 將第二頻率測量儀器206測量得到的頻率測量結果與第一頻率測量儀器203測量得到的頻率測量結果進行平均。
進一步地，該裝置還包括，環境監測模塊208，用于測量被測頻率源201的工作環境信息。
第一頻率測量儀器203為計數器或者比相儀。
外部參考源202為高穩定度原子鐘，如H鐘、C s鐘等，或G P S授時信號。
被測頻率源201與補償檢測源207均為頻率信號源，要注意的是在評估被測頻率源穩定度指標時，需要選擇同級別或高級別于被測頻率源的信號源作為補償檢測量源。
同時被測頻率源201信號亦送至晶振作205外部時鐘參考的第二頻率測量儀器 206進行頻率測量。
第一頻率測量儀器203的頻率測量結果均送至中央處理器204按時域頻率穩定度計算標準進行處理，如采用阿倫方差計算被測頻率源201的頻率穩定度。同時中央處理器 204采集環境監測模塊208獲得的信息(包括溫度、濕度、電磁輻射水平、時間等參數值)。
本發明實施例通過判斷被測頻率源的頻率測量結果和補償檢測源的頻率測量結果中的輸出頻率值是否同時出現異常跳動點，并在被測頻率源的頻率測量結果和補償檢測源的頻率測量結果中的輸出頻率值同時出現異常跳動點，刪除被測頻率源的頻率測量結果中的異常跳動點；因此，做到了只對由測量儀器或外部參考源引起的異常跳動點進行刪除， 不僅減小了工作量，同時提高了頻率穩定度的測量精度。
本領域普通技術人員可以理解實現上述實施例的全部或部分步驟可以通過硬件來完成，也可以通過程序來指令相關的硬件完成，所述的程序可以存儲于一種計算機可讀存儲介質中，上述提到的存儲介質可以是只讀存儲器，磁盤或光盤等。
以上所述僅為本發明的較佳實施例，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種信號頻率穩定度測量方法，其特征在于，所述方法包括 提供兩個頻率信號源，其中一個所述頻率信號源作為外部參考源，另一個所述頻率信號源作為補償檢測源； 采用第一頻率測量儀器，同時測量被測頻率源和所述補償檢測源的輸出頻率，得到所述被測頻率源的頻率測量結果和所述補償檢測源的頻率測量結果，所述第一頻率測量儀器采用所述外部參考源作為外部時鐘參考； 判斷所述被測頻率源的頻率測量結果和所述補償檢測源的頻率測量結果中的輸出頻率值是否同時出現異常跳動點； 若所述被測頻率源的頻率測量結果和所述補償檢測源的頻率測量結果中的輸出頻率值同時出現異常跳動點，則刪除所述被測頻率源的頻率測量結果中的所述異常跳動點；根據刪除所述異常跳動點后的所述被測頻率源的頻率測量結果，計算所述被測頻率源的頻率穩定度。
2.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，所述方法還包括 采用第二頻率測量儀器測量所述被測頻率源的輸出頻率； 當所述被測頻率源的頻率測量結果中的輸出頻率值出現異常跳動點，而所述補償檢測源的頻率測量結果中的輸出頻率值未同時出現異常跳動點時，將所述第二頻率測量儀器測量得到的頻率測量結果與第一頻率測量儀器測量得到的頻率測量結果進行平均。
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二頻率測量儀器選用晶振作為外部時鐘參考。
4.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，所述方法還包括測量所述被測頻率源的工作環境信息。
5.一種信號頻率穩定度測量裝置，其特征在于，所述裝置包括 補償檢測源(207); 第一頻率測量儀器(203)，用于測量被測頻率源(201)和所述補償檢測源(207)的輸出頻率，得到所述被測頻率源(201)的頻率測量結果和所述補償檢測源(207)的頻率測量結果; 外部參考源(202)，用于為所述第一頻率測量儀器(203)提供外部時鐘參考； 中央處理器(204)，用于判斷所述被測頻率源(201)的頻率測量結果和所述補償檢測源(207)的頻率測量結果中的輸出頻率值是否同時出現異常跳動點；若所述被測頻率源(201)的頻率測量結果和所述補償檢測源(207)的頻率測量結果中的輸出頻率值同時出現異常跳動點，刪除所述被測頻率源(201)的頻率測量結果中的所述異常跳動點；根據刪除所述異常跳動點后的所述被測頻率源(201)的頻率測量結果，計算所述被測頻率源(201)的頻率穩定度。
6.根據權利要求5所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括 第二頻率測量儀器(206)，用于測量所述被測頻率源(201)的輸出頻率； 晶振(205)，用于為所述第二頻率測量儀器(206)提供外部時鐘參考； 所述中央處理器(204)還用于當所述被測頻率源(201)的頻率測量結果中的輸出頻率值出現異常跳動點，而補償檢測源(207)的頻率測量結果中的輸出頻率值未同時出現異常跳動點時，將所述第二頻率測量儀器(206)測量得到的頻率測量結果與第一頻率測量儀器(203)測量得到的頻率測量結果進行平均。
7.根據權利要求5所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括環境監測模塊(208)，用于測量所述被測頻率源(201)的工作環境信息。
8.根據權利要求5所述的裝置，其特征在于，所述第一頻率測量儀器(203)為計數器或者比相儀。
9.根據權利要求5所述的裝置，其特征在于，所述外部參考源(202)為氫鐘、銫鐘或全球定位系統授時信號。
全文摘要
本發明公開了一種信號頻率穩定度測量方法和裝置，屬于原子頻標領域。所述方法包括采用第一頻率測量儀器，同時測量被測頻率源和補償檢測源的輸出頻率；判斷被測頻率源的頻率的輸出頻率值和補償檢測源的輸出頻率值否同時出現異常跳動點；若同時出現異常跳動點，刪除被測頻率源的頻率測量結果中的異常跳動點；計算被測頻率源的頻率穩定度。本發明通過判斷被測頻率源的頻率測量結果和補償檢測源的頻率測量結果中的輸出頻率值是否同時出現異常跳動點，當同時出現異常跳動點，刪除被測頻率源的頻率測量結果中的異常跳動點；不僅減小了工作量，同時提高了頻率穩定度的測量精度。
文檔編號G01R23/02GK102928662SQ20121042825
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月31日 優先權日2012年10月31日
發明者雷海東 申請人:江漢大學