数字通信仪器高稳时基日老化率的简单测量方法

　2006年4月第26卷　第2期

宇航计测技术

JournalofAstronauticMetrologyandMeasurement

Apr.,2006

Vol.26,No.2

文章编号:1000-7202(2006)02-0054-06　　　　中图分类号:TM91413　　文献标识码:A

数字通信仪器高稳时基日老化率的

简单测量方法

詹志强　(———频率合成器　　摘　要　,。测试结果与使用频差倍增器测试结果比较表明,三,。同时,此测。

　　关键词　恒温晶体振荡器　老化　频差倍增器　+数字通信测量仪

+

TheSimpleApproachesforMeasuringtheOXCOAgingRateof

DigitalCommunicationTestingInstrument

ZHANZhi2qiang　LUFu2min

(ShanghaiInstituteofMeasurementandTestingTechnology,Shanghai200233)

　　Abstract　ThenewApproachesarepresentedformeasuringagingrateofinternalOvenControlledCrystal

Oscillator(OCXO)indigitalcommunicationmeasurementinstrumentswithoutFrequencyDifferenceMultiplicator,andtheagingratecalculatingformulaisgiven.ThecomparisonresultsofthemeasurementdatawiththeFrequencyDifferenceMultiplicatormeasurementdatademonstrategreatagreementwitheachother.ThenewApproachesformeasuringtheagingrateinwhichthelaboratorywithoutFrequencyDifferenceMultiplicatoraregiven,andtheApproachesalsocanbeusedformeasuringthefrequencyaccuracyofOCXO.

　　Keywords　OCXO　Aging　Frequencydifferencemultiplicator　Digitalcommunicationmeasurementinstrument

收稿日期:2005212220

作者简介:詹志强(1964-),男,高级工程师,现主要从事无线数字通信、光通信测试方法的研究。

第2期　　　　　　　　　　　　数字通信仪器高稳时基日老化率的简单测量方法　　　　　　　　　　　　　　　 55

1　引　言

随着科学技术的发展,现已全面进入到数字通信时代,模拟通信由于其固有的缺点,已完全退出了历史舞台,我国的移动通信现正从第2代数字移动通信(GSM、IS-95cdma)向第3代数字移动通信转换。由于第2代数字移动通信采用IQ调制方式,因此数字通信测试仪器必须具有更高的频率准确度和日老化率指标,现在数字通信测试仪器采用高稳定度内部时基(高稳定度石英晶体振荡器),在规程中需要测量日老化率指标。老化是指晶体在连续运行过程中,频率值随时间的单方向漂移。高稳晶振经过足够的预热时间以后,,移通常可近似为线性。移量称为老化率,,。JJG1811989《高稳定石中所介绍的方法。

日老化率用最小二乘法计算,其基本计算公式

N

要使用频差倍频器将数字仪器的内部参考时基与外接参考频率标准的频率差倍频后,再使用频率计测量频差倍频后的频率,计算出日老化率指标,此测量法通常称为频差倍频法。但在没有频差倍频器的实验室,此方法就不太容易实现,下面介绍两种在没有频差倍增器的情况下测量数字通信仪器内部时基日老化率方法,供同行参考。

2　2.1,如果需要测量高稳晶振的日老化,需要使用频差倍增器将仪器内部高稳定度时基与外接频率标准的频率差倍频后再使用频率计来测量频差,再利用测量的结果来计算出日老化率。

换一种思路,我们能否将仪器内部时基倍频后再使用外同步于频率标准的频率计数器测量其日老化率呢?如果此法可行的话,测量日老化率指标就不一定需要频差倍增器,答案是肯定的。由于合成信号发生器的输出信号频率准确度等于其内部时基的频率准确度,我们可以将被校准仪器时基输出外接于频率合成器的参考输入端口,输出频率为1000MHz以上,所使用的外接频率合成器可以为数字合成信号发生器;如果需要测量内部高稳定度时基日老化率指标的仪器为合成数字信号发生器,则可以直接测量其输出信号的频率而不需要再外接频率合成器,图1,图2为测试框图

。

nK=

∑(f

N

i

- f(ti- t)

(1)

i

f0

i=1

∑(t

- t)

2

式中:K———日老化率;f0———频率标称值,Hz;

n———每日测量次数;fi———ti时刻测得的被检晶振频率实际值,Hz。

f=

N

N

i=1

t=∑f;　

i

N

N

i=1

∑t

i

式中:ti———取样时序,用自然数列表示ti=1,2,3,…,N;N为取样个数。

恒温晶体振荡器(OCXO),其日老化率指标为每天±1×10-9(比如Agilent公司的E4438CwithoptionUNJ或1E5,日老化率指标为±5×10-10)量级以上,如果使用具有高稳晶振的频率计数器进行直接测量恒温振荡器的频率来计算日老化率指标有可能造成很大的测量误差,因为频率计数器的日老化率指标与被测仪器基本处于同一个数量级。因此,频率计需要外接频率标准,一般为铷原子钟、铯原子钟或者是同步于外接GPS信号的频率标准。另外,即使使用外时间基准来同步频率计数器,由于频率计显示位数的限制和频率计数器±1个字的影响,通常需

图1　频率合成器倍频法测试框图

1

图2　频率合成器倍频法测试框图2

宇航计测技术　　　　　　　　　　　　　　　　2006年 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　56 2.2　测试步骤

按照以上的连线来连接设备,其设备至少预热1h,如果使用频率合成器,则频率合成器参考置为

使用示波器同步法,所需要的测量仪器为10MHz频

率标准(铷原子钟或以上的频率标准)、一台双踪数字示波器和一只电秒表,图3为测量框图。

“外”,输出频率调到1000MHz,电平输出调到0dB;如果待校准设备为数字信号发生器,则将数字信号发生器输出频率同样 …… 此处隐藏：5210字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……