CN103901271B - 一种频率测试方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是提供一种频率测试方法，所述方法包括：步骤一，获取时间脉冲A；步骤二，使用所述时间脉冲A测量晶振时钟频率，获得晶振实时时钟频率值F；步骤三，使用所述晶振测量待测对象，获得一段时间内待测对象的时钟个数值N，同时获得这段时间内晶振的时钟个数值M；步骤四，根据待测对象频率测试值f=(N/M)*F，计算并输出待测对象的频率测试值。采用本发明的技术方案后，解决了现有技术中频率测试的高精度晶振成本高，使用麻烦，低精度晶振精度不高，不能适应高精度要求，且通过将卫星授时加入到频率测试中，让低精度的晶振提高了测试精度，具有体积小，价格便宜，精度较高，不需预热即可使用，测试精度稳定等优点。

Description

一种频率测试方法及系统

技术领域

本发明涉及一种频率测试方法及系统，更具体的说，本发明是一种基于卫星导航授时模块和温补晶振测试待测对象时钟频率的方法和系统。

背景技术

现有民用领域的频率计数器，一般采用OCXO（Oven Controlled Crystal Oscillator，恒温晶体振荡器）晶振作为仪器的基准频率源。OCXO的频率准确度一般可达10^-7级别或以上。所以频率计数器的频率测量准确度也相应可达10^-7级别或以上。但使用OCXO作为计数器的基准频率源有如下缺点：

1，OCXO需要恒温环境，所以仪器刚开机的一段时间内，OCXO频率会非常不准，导致测量准确度大大降低；

2，优质的OCXO价格相当昂贵;

3，OCXO的体积普遍比较大，没办法小型化;

4，OCXO虽然频率准确度较高，但长时间使用，频率不可避免会出现老化漂移，导致测量准确度缓慢降低。

而还有一种晶体振荡器TCXO（Temperature-Compensate Crystal Oscillator，温度补偿晶体振荡器），使用前不需要预热，能够快递启动运用，价格也便宜，体积相对较小，但是精度较低，在某些领域内无法运用。

目前，使用导航卫星授时模块进行授时，已经是一项非常成熟的技术，例如GPS、北斗等卫星导航系统，都能够输出纳秒级的授时精度，但是由于授时的局限性，使得其一般不直接用于频率测试。

因此，需要一种既廉价，又高效的频率测试方法和系统来解决这些问题。

发明内容

本发明的目的提供是一种频率测试方法，所述方法包括：步骤一，获取时间脉冲A；步骤二，使用所述时间脉冲A测量晶振时钟频率，获得晶振实时时钟频率值F；步骤三，使用所述晶振测量待测对象，获得一段时间内待测对象的时钟个数值N，同时获得这段时间内晶振的时钟个数值M；步骤四，计算并输出待测对象的频率测试值f。

更进一步，授时模块接收导航卫星信号后，输出所述时间脉冲A。

更进一步，所述时间脉冲A为1PPS。

更进一步，所述步骤二通过在1个时间脉冲A的时间间隔内测量所述晶振时钟的个数，得出所述晶振实时时钟频率值F。

更进一步，所述步骤四中，根据公式f=(N/M)*F计算待测对象的频率测试值f。

本发明还提供一种应用所述频率测试方法的频率测试系统。

本发明还提供一种频率测试系统，所述系统包括授时模块、晶振模块、控制处理模块，所述授时模块输出时间脉冲A到所述控制处理模块，所述晶振模块输出所述晶振时钟频率到所述控制处理模块，所述控制处理模块使用所述时间脉冲A测量所述晶振时钟频率，获得晶振实时时钟频率值F，并根据待测对象输入的时钟频率，获得一段时间内待测对象的时钟个数值N，同时获得这段时间内晶振的时钟个数值M，根据待测对象频率测试值计算公式f=(N/M)*F计算出待测对象的频率测试值。

更进一步，所述授时模块为卫星导航授时模块，通过接收导航卫星信号输出所述时间脉冲A。

更进一步，所述时间脉冲A为1PPS。

更进一步，所述控制处理模块在1个时间脉冲A的时间间隔内，测试所述晶振模块输出晶振时钟的个数，得出所述晶振实时时钟频率F。

采用本发明的技术方案后，解决了现有技术中频率测试的高精度晶振成本高，使用麻烦，低精度晶振精度不高，不能适应高精度要求，且通过将卫星授时加入到频率测试中，让低精度的晶振提高了测试精度，具有体积小，价格便宜，精度较高，不需预热即可使用，测试精度稳定等优点。

附图说明

图1是本发明实施例系统结构框图；

图2是本发明实施例方法流程图；

图3是本发明实施例获得晶振实时时钟频率值示意图；

图4是本发明实施例测量待测对象频率值示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

  本发明提出一种频率测试系统，如图1所示，包括授时模块101，本实施例中，设定为GPS或北斗2代的导航卫星授时模块，能够输出授时秒脉冲，即1PPS信号到控制处理模块102，同时控制处理模块102还接收来自于晶振模块103输出的晶振时钟信号。在本实施例中，晶振模块采用的是TCXO（Temperature-Compensate Crystal Oscillator，温度补偿晶体振荡器），该晶振可以不经预热即可使用，同时因为不需要预热，因此不像OCXO（Oven Controlled Crystal Oscillator，恒温晶体振荡器）那样，需要配备一个专门的恒温保持电路，因此其体积可以大大缩小，有利于产品设计，同时价格更加便宜。控制处理模块103会对授时模块101输入的授时秒脉冲信号和晶振模块103输入的晶振时钟信号进行预处理，使用授时秒脉冲信号测量晶振时钟信号，得出该晶振的实时时钟频率值。待测对象104通过测试接口输入需要测试的时钟信号到控制处理模块102，控制处理模块102利用晶振模块103输入的晶振时钟信号和计算得到的晶振实时时钟频率值，测试得到待测对象输入时钟信号的频率值，并通过输出模块106输出，通过显示模块105显示。

图2是本发明提供的频率测试方法流程示意图，开始频率测试之后，授时模块101就输出授时信号，本实施例中采用导航卫星授时模块输出授时秒脉冲，1PPS信号，而晶振模块103采用的TCXO也输出其时钟信号，在控制处理模块102中，使用授时模块101输出的授时信号来测量TCXO输出的时钟信号，测量原理如图3所示，授时信号，即授时信息脉冲信号301中，一个脉冲信号302表示该脉冲间隔，例如，导航卫星授时模块输出的脉冲信号为秒脉冲信号，那么一个脉冲信号302表示的就是1秒的时间间隔。TCXO时钟信号303是TCXO输出的实时时钟信号，使用授时信息脉冲信号301的一个脉冲信号302间隔来测量TCXO实时时钟信号，算出在该时间间隔中，包含的TCXO实时时钟信号的时钟个数，即为该TCXO的实时时钟频率值，记为F，这样，控制处理模块102便完成了使用授时模块101输出的授时信号来测量TCXO输出的时钟信号，获得了TCXO的实时时钟频率值F。然后测量待测对象,计算得到待测对象频率值，具体原理如图4所示，控制处理模块102对TCXO输出的时钟信号401进行时钟计数，计算在一段时间内TCXO时钟信号401的时钟计数402，记为M，同时控制处理模块102还对待测对象时钟信号403进行时钟计数，计算在相同一段时间内待测对象时钟信号403的时钟计数404，记为N，然后根据比值关系建立公式：待测对象频率测试值f=(N/M)*F，代入上述已知量N、M和F，计算得到待测对象频率测试值f，然后输出结果。

本发明的方法和系统，可以根据需要，设置单路或多路待测对象，可同时测试多个待测对象。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种频率测试方法，其特征在于，所述方法包括:步骤一，获取时间脉冲A;步骤二，使用所述时间脉冲A测量晶振时钟频率，获得晶振实时时钟频率值F;步骤三，使用所述晶振测量待测对象，获得一段时间内待测对象的时钟个数值N，同时获得这段时间内晶振的时钟个数值M;步骤四，计算并输出待测对象的频率测试值f，所述待测对象的频率测试值f= (N/M)*F。

2.根据权利要求1所述的频率测试方法，其特征在于，授时模块接收导航卫星信号后，输出所述时间脉冲A。

3.根据权利要求1所述的频率测试方法，其特征在于，所述时间脉冲A为1PPS。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的频率测试方法，其特征在于，所述步骤二通过在1个时间脉冲A的时间间隔内测量所述晶振时钟的个数，得出所述晶振实时时钟频率值F。

5.一种频率测试系统，其特征在于，所述系统包括授时模块、晶振模块、控制处理模块，所述授时模块输出时间脉冲A到所述控制处理模块，所述晶振模块输出所述晶振时钟频率到所述控制处理模块，所述控制处理模块使用所述时间脉冲A测量所述晶振时钟频率，获得晶振实时时钟频率值F，并根据待测对象输入的时钟频率，获得一段时间内待测对象的时钟个数值N，同时获得这段时间内晶振的时钟个数值M，根据待测对象频率测试值计算公式f= (N/M)*F计算出待测对象的频率测试值。

6.根据权利要求5中所述的频率测试系统，其特征在于，所述授时模块为卫星导航授

时模块，通过接收导航卫星信号输出所述时间脉冲A。

7.根据权利要求5中所述的频率测试系统，其特征在于，所述时间脉冲A为1PPS。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的频率测试系统，其特征在于，所述控制处理模块在1个时间脉冲A的时间间隔内，测试所述晶振模块输出晶振时钟的个数，得出所述晶振实时时钟频率F。