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专利号: 2021111900174
申请人: 湖南师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种北斗卫星测控装备中的高性能相位噪声测量芯片,其特征在于:包括频标信号模块、被测信号模块、第一线脉冲变换模块、第二线脉冲变换模块、第一FPGA可编程计数器模块、FPGA可编程混频器模块、DDS频率合成器模块、群相位重合点脉冲检测模块、第二FPGA可编程计数器模块、时频域数据转换模块、延迟模块、显示模块和电源模块;所述频标信号模块的信号输出端连接第一线脉冲变换模块的信号输入端,所述第一线脉冲变换模块的信号输出端分别连接DDS频率合成器模块的信号输入端、延迟模块的信号输入端和第二FPGA可编程计数器模块的信号输入端,所述延迟模块的信号输出端连接群相位重合点脉冲检测模块的信号输入端,所述被测信号模块的信号输入端连接第二线脉冲变换模块的信号输出端,所述第二线脉冲变换模块的信号输出端分别连接第一FPGA可编程计数器模块的信号输入端和FPGA可编程混频器模块的信号输入端,所述第一FPGA可编程计数器模块的信号输出端连接FPGA可编程混频器模块的信号输入端,所述FPGA可编程混频器模块的信号输出端连接DDS频率合成器模块的信号输入端,所述DDS频率合成器模块的信号输出端连接群相位重合点脉冲检测模块的信号输入端,所述群相位重合点脉冲检测模块的信号输出端连接第二FPGA可编程计数器模块的信号输入端,所述第二FPGA可编程计数器模块的信号输出端连接时频域数据转换模块的信号输入端,所述时频域数据转换模块的信号输出端连接显示模块的信号输入端;

所述的频标信号模块由精密频率源组成,用于产生相位噪声测量的参考信号;

所述的被测信号模块由高精度频率合成器组成,用于产生各种不同频率的被测信号;

所述的第一线脉冲变换模块由第一线脉冲变换电路组成,用于产生频标线脉冲信号;

所述的延迟模块由移相器组成,用于对频标线脉冲信号的时间延迟;

所述的第二线脉冲变换模块由第二线脉冲变换电路组成,用于产生被测线脉冲信号;

所述的第一FPGA可编程计数器模块由FPGA硬件描述语言通过编程实现,用于被测线脉冲信号频率的测量,获得被测信号的频率粗测值;

所述的FPGA可编程混频器模块用于产生被测信号的差拍频率值;

所述的DDS频率合成器模块由DDS直接频率合成器组成,采用DDS AD9858芯片,用于产生以DDS外部时钟频率为标称频率的新被测线脉冲信号;

所述的群相位重合点脉冲检测模块由群相位同步检测电路组成,用于产生群相位重合点脉冲;

所述的第二FPGA可编程计数器模块用于群相位重合点脉冲之间的连续时间间隔测量;

所述的时频域转换模块由单片机组成,用于完成时域数据与频域数据之间的转换;

所述的显示模块,用于接收时频域转换模块的转换结果并显示相位噪声测量曲线;

所述电源模块用于对整个系统供电。

2.根据权利要求1所述的一种北斗卫星测控装备中的高性能相位噪声测量芯片,其特征在于:所述的精密频率源采用OSA 5MHz 8607B高性能晶体振荡器,其秒级频率稳定度5E‑

13。

3.根据权利要求1所述的一种北斗卫星测控装备中的高性能相位噪声测量芯片,其特征在于:所述的高精度频率合成器采用KEYSIGHT E8663D 频率合成器。

4.根据权利要求1所述的一种北斗卫星测控装备中的高性能相位噪声测量芯片,其特征在于:所述的第一线脉冲变换电路由触发器74LS14N芯片、逻辑非门74LS04N芯片和逻辑与门74LS08N芯片组成,触发器74LS14N芯片的信号输入端连接频标信号模块的信号输出端,触发器74LS14N芯片的信号输出端分别连接逻辑非门74LS04N芯片的信号输入端和逻辑与门74LS08N芯片的A信号输入端,逻辑非门74LS04N芯片的信号输出端连接逻辑与门

74LS08N芯片的B信号输入端,逻辑与门74LS08N芯片的信号输出端作为第一线脉冲变换模块的信号输出端。

5.根据权利要求1所述的一种北斗卫星测控装备中的高性能相位噪声测量芯片,其特征在于:所述的移相器采用触发器74LS375N芯片。

6.根据权利要求1所述的一种北斗卫星测控装备中的高性能相位噪声测量芯片,其特征在于:所述的第二线脉冲变换电路由触发器74LS14D芯片、逻辑非门74LS04D芯片和逻辑与门74LS08D芯片组成,触发器74LS14D芯片的信号输入端连接被测信号模块的信号输出端,触发器74LS14D芯片的信号输出端分别连接逻辑非门74LS04D芯片的信号输入端和逻辑与门74LS08D芯片的A信号输入端,逻辑非门74LS04D芯片的信号输出端连接逻辑与门

74LS08D芯片的B信号输入端,逻辑与门74LS08D芯片的信号输出端作为第二脉冲变换模块的信号输出端。

7.根据权利要求1所述的一种北斗卫星测控装备中的高性能相位噪声测量芯片,其特征在于:所述的群相位同步检测电路由触发器74LS74N芯片和逻辑门74LS11N芯片组成,触发器74LS74N芯片的D信号输入端和CLK时钟信号输入端在连接逻辑非门74LS04N芯片的信号输出端和逻辑非门74LS04D芯片的信号输出端,触发器74LS74N芯片的Q信号输出端连接逻辑门74LS11N芯片的B信号输入端,逻辑门74LS11N芯片的A信号输入端和C信号输入端分别连接第一线脉冲变换模块的信号输出端和第二线脉冲变换模块的信号输出端。

8.根据权利要求1所述的一种北斗卫星测控装备中的高性能相位噪声测量芯片,其特征在于:所述的可编程混频器和可编程计数器、单片机均采用FPGA,所述的FPGA采用Cyclone IV芯片EP4CE75。