超低參考頻率頻綜技術(shù)研究.pdf

1、隨著技術(shù)的發(fā)展，許多領(lǐng)域?qū)﹄娮酉到y(tǒng)的頻率特性的要求越來越高，需要系統(tǒng)頻率源兼具優(yōu)良的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定度。由于 GPS用戶接收機(jī)輸出的1PPS信號的準(zhǔn)確度好但穩(wěn)定度較差，而OCXO的特性剛好相反，因此，本文設(shè)計了一種超低參考頻率頻綜方案，通過數(shù)字鎖相環(huán)跟蹤1PPS信號，從而使頻綜系統(tǒng)的輸出兼具1PPS信號和OCXO的優(yōu)點(diǎn)。
　　論文首先在介紹了GPS系統(tǒng)的校頻原理，鎖相環(huán)的原理和數(shù)字鎖相環(huán)在頻率綜合領(lǐng)域的發(fā)展和應(yīng)用，并分析了數(shù)字鎖相環(huán)的

2、組成原理。接著，本文介紹了系統(tǒng)的總體設(shè)計方案和系統(tǒng)的硬件平臺，并在 Simulink平臺上搭建系統(tǒng)的簡化模型進(jìn)行仿真，仿真結(jié)果證明了系統(tǒng)方案的可行性。
　　然后，論文介紹了系統(tǒng)方案在Xilinx公司的Virtex-6 FPGA開發(fā)平臺上的具體實現(xiàn)。系統(tǒng)的核心是數(shù)字鎖相環(huán)，數(shù)字鎖相環(huán)能通過環(huán)路調(diào)節(jié)，跟蹤輸入的1PPS信號的相位，從而使系統(tǒng)獲得1PPS信號良好的準(zhǔn)確度，同時能對輸入的1PPS信號進(jìn)行濾波，降低其相位抖動，保證系統(tǒng)具有良

3、好的穩(wěn)定度。數(shù)字鎖相環(huán)主要由數(shù)字鑒相器、數(shù)字環(huán)路濾波器、DDS和反饋分頻器構(gòu)成。數(shù)字鑒相器利用脈沖間隔計數(shù)器測量兩個信號上升沿之間的相位誤差，并通過相位鎖定監(jiān)測模塊判斷環(huán)路的狀態(tài)。數(shù)字環(huán)路濾波器是一個參數(shù)可配置的2階IIR濾波器，其模擬原型是2階有源比例積分濾波器。DDS采用無相位截斷結(jié)構(gòu)實現(xiàn)，由相位累加器、地址映射模塊、ROM查找表和比較器等構(gòu)成。反饋分頻器由一個上升沿監(jiān)測電路和計數(shù)器模塊構(gòu)成。論文還對各個模塊進(jìn)行了功能仿真，驗證了各

4、個模塊的功能都是正常的。
　　最后是系統(tǒng)的測試部分。實際測試表明，在使用無隨機(jī)抖動的1PPS信號進(jìn)行測試的條件下，系統(tǒng)能很好的跟蹤輸入1PPS信號的相位，并完全鎖定，而在使用GPS接收機(jī)輸出的1PPS進(jìn)行測試的條件下，系統(tǒng)鎖定后的準(zhǔn)確度能達(dá)到10-10量級，相比OCXO的準(zhǔn)確度提高了2個數(shù)量級，穩(wěn)定度保持在10-11量級，與OCXO的穩(wěn)定度相當(dāng)。
　　本文的研究工作已經(jīng)取得了階段性的成果。雖然本文設(shè)計的系統(tǒng)還存在著一些不足，