宽范围高稳晶振频率稳定度测试系统的设计
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2 测试系统的设计
2．1 信号源设计
DDS是继直接频率合成和间接频率合成之后，发展起来的新的频率合成技术。它通过系统时钟脉冲驱动来读取预先存储的波形数据，经D／A数模转换器和低通滤波(九阶椭圆滤波器)输出后得到所需的信号，通过改变频率控制字的内容来实现不同频率的输出。DDS技术具有高的频率和相位分辨力，输出频率范围宽，输出信号的相位连续，相位噪声低。
可选用ADI公司的AD9852作为标准钟的核心部分，铷原子钟提供其工作时钟。采用AVR(ATmega128)单片机和MAXⅡ(EPT240)可编程器件对其进行控制，实现了频率和相位可调，输出频率范围为1～100 MHz的信号源，其框图如图1所示。本文引用地址：https://www.eepw.com.cn/article/195679.htm
在制作中，需要考虑高低频干扰、信号的插入损耗与接触电阻，并用软件对椭圆滤波器电路进行仿真。用HP频谱分析仪进行测试，达到了设计的要求。
2．2 高分辨力频率计数器
采用倒数测量技术原理+模拟内插技术完成设计，时间分辨力为1 ns；频率分辨力为1×10-9／1 s。时序图如图2所示。
图2中，fx为被测信号的频率；f0为基准时钟的频率。当预备闸门作用时，被测信号fx打开计数门，进行被测信号和时钟脉冲的计数；内插扩展单元进行展宽计数。当预备闸门关闭后，被测信号fx关闭计数门，停止被测信号和时钟脉冲的计数；内插扩展单元结束展宽计数。
Altera公司MAXⅡ(EPT240)可编程器件完成以上功能。AVR单片机分别取数、计算、显示。
频率测量范围为DC～300 MHz；频率分辨力为1×10-9／1 s；1×10-10／10 s。
用HP53131通用计数器(225 MHz)对同一信号进行测试，其测试结果完全符合。
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