CN1213377C - 测试时钟长期频率稳定度的装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种测试时钟长期频率稳定度的装置及其方法。所述的装置包括：用于接收待测时钟信号的频率计、数据采集处理模块和数据处理输出模块；且所述的数据采集处理模块和数据输出处理模块设置于计算机中，通过串行口与频率计相连。所述的方法包括：首先，频率计采集待测时钟信号，并测试其频率值；然后，频率计定时将测试得到的待测时钟信号的频率值发送给数据采集处理模块进行计算处理；最后，数据输出处理模块对接收数据采集处理模块处理后的频率数据进行综合处理，并将获取的图形数据和历史数据显示输出。本发明可以实时采集待测时钟信号，以生成图形数据和历史数据输出显示给用户，从而使用户可以方便地了解待测时钟的频率稳定度。

Description

测试时钟长期频率稳定度的装置及其方法

技术领域

本发明涉及计算机通信技术领域，尤其涉及一种测试时钟长期频率稳定度的装置及其方法。

背景技术

SDH(同步传输系列)设备是目前主要的电信传输设备，该类设备的一个最重要的特点就是基于时钟同步，其时钟模块有跟踪、保持和自由振荡三种工作模式，根据ITU(国际电信联盟)的相关建议要求，SDH时钟在保持模式下最大频偏不能大于0.37ppm，在自由振荡模式下最大频偏不能大于4.6ppm。

鉴于上述的要求及实际应用的需求，在对设备进行测试时的一个重要的测试项目就是对时钟模块在保持模式和自由振荡模式下的频率稳定度进行长期测试(大于或等于24小时)，以便获取时钟频率的稳定度数据，即获取时钟的频率准确度。频率准确度用于描述时钟的实际频率与标称频率(即理想频率)的偏差程度。由于测试结果均是基于一定的观察时间完成的，因此对于有一定相位抖动和漂移的信号，测量时间愈长测试的频率准确度可信度就愈高。

目前，针对SDH设备进行该项测试所采用的测试方法是至少每30分钟对相应的频率数据采样一次，即由频率计提供实时的频率数值，通过人工每30分钟记录一个实际频率值；然后，根据所采样的频率数据，描绘出时钟的频率稳定度曲线，记录最大最小频偏值。因此，现有技术所采用的长时间的时钟频率测试方法，无法定期对数据进行采集、处理、统计并实时描绘出频率稳定度曲线；且测试方法繁琐、采样数据不够、测试结果不直观，很难保证较高的测试精度。

发明内容

本发明的目的是提供一种测试时钟长期频率稳定度的装置及其方法，可以定期对数据进行采集、处理、统计并实时描绘出频率稳定度曲线，从而保证对时钟的测试精度。

本发明的目的是这样实现的：一种测试时钟长期频率稳定度的装置，包括：

频率计：用于接收待测时钟信号，并在测试待测时钟信号的频率后，将测量值输出；

数据采集处理模块：用于接收频率计输出的待测时钟信号的频率数据，并对该数据进行统计处理，处理后的频率数据发送至数据处理输出模块；所述数据采集处理模块包括数据采集子模块和数据计算子模块，所述数据采集子模块用于频率计的初始化、参数信息的设置和待测时钟信号的接收；所述数据计算子模块用于计算一定时间段内的待测时钟信号的频率的各特征值；

数据处理输出模块：用于将经过处理后的频率数据进行综合处理生成一定时间段内的待测时钟信号的频率特征信息，并输出；所述数据处理输出模块包括数据处理子模块和生成图形历史数据显示子模块，所述数据处理子模块用于对数据采集处理模块发送来的处理后的频率数据信息进行整理以生成每个时间刻度下的图形数据；所述生成图形历史数据显示子模块用于将数据处理子模块生成的各个时间刻度下的图形数据进行综合处理，以形成一定时间段内的待测时钟信号的图形数据，并与历史数据一同显示输出。

所述的数据采集处理模块和数据输出处理模块设置于计算机中，且通过串行口与频率计相连。

所述的频率计的基准时钟采用的是跟踪铷频标的时钟。

一种利用所述测试时钟长期频率稳定度的装置实现的测试时钟长期频率稳定度的方法，包括：

a、频率计采集待测时钟信号，并测试其频率值；

b、频率计将测试得到的待测时钟信号的频率值发送给数据采集处理模块，并由数据采集处理模块对该数据进行计算处理；

c、数据输出处理模块对接收数据采集处理模块处理后的频率数据进行综合处理，以生成一定时间段内的待测时钟信号的频率值的图形数据，并将该图形数据和历史数据显示输出。

所述的步骤b包括：

b1、频率计定时将测得的待测时钟信号的频率值通过RS-232串口发送给计算机；

b2、计算机中的数据采集子模块接收频率数据，并送至数据计算子模块进行计算处理，包括计算一定时间段内待测时钟信号的频率的最大值、最小值、平均值。

所述的步骤c包括：

c1、数据处理子模块对数据计算子模块的计算结果进行处理，生成每个时间刻度下的图形数据；

c2、将各个时间刻度下的图形数据进行综合处理，以获取一定时间段内待测时钟信号的频率的图形数据；

c3、将上述获取的图形数据与数据计算子模块计算出的历史数据显示输出至计算机显示屏上。

由上述技术方案可以看出，本发明采用计算机进行测试数据的处理，因此，具有采样数据量大，采样时间间隔更小，测试结果更加科学、客观等优点；且采用计算机测试大大的减轻了测试人员的劳动强度，提高了测试自动化水平；对测试以后的数据进行加工、处理、统计和绘图，使测试结果更加直观；本发明的实现仅需要在原先人工测试设备基础上仅仅增加一台计算机和串口线即可，实现成本较低。另外，本发明采用铷频标时钟作为频率计的高精度时钟参考源，保证了测试的精度，满足了SDH时钟精度测试要求。

附图说明

图1为测试时钟长期频率稳定度的装置的结构图；

图2为与频率计相连的数据采集处理模块和数据输出处理模块结构示意图；

图3为测试时钟长期频率稳定度的方法的流程图。

具体实施方式

本发明用于对高精度时钟的频率进行长期测试，并根据所采样的数据，实时描绘出时钟的频率稳定度曲线，记录待测时钟信号的最大最小频偏值。

本发明所述的测试时钟长期频率稳定度的装置如图1、图2所示，具体结构包括：

频率计：用于接收待测时钟信号，并在测试待测时钟信号的频率后，将测量值输出至数据采集处理模块；且频率计的基准时钟采用的是跟踪铷频标的时钟，以保证频率稳定度测量的准确性；所采用的频率计为时钟精度比SDH保持方式下时钟精度高一个数量级的HP公司的型号为HP53132的频率计；

数据采集处理模块：用于接收待测时钟信号的频率数据，并对该数据进行统计处理，处理后的频率数据发送至数据处理输出模块；数据采集处理模块又进一步包括：

数据采集子模块：用于频率计的初始化、参数信息的设置和待测时钟信号的接收；

参数信息包括：采样时间刻度的计算设置信息等；

数据计算子模块：用于计算一定时间段内的待测时钟信号的频率的各特征值；

数据处理输出模块：用于将经过处理后的频率数据进行综合处理生成一定时间段内的待测时钟信号的频率特征信息，并输出；数据处理输出模块又进一步包括：

数据处理子模块：用于对数据采集处理模块发送来的处理后的频率数据信息进行整理以生成每个时间刻度下的图形数据；

生成图形历史数据显示子模块：用于将数据处理子模块生成的各个时间刻度下的图形数据进行综合处理，以形成一定时间段内的待测时钟信号的图形数据，并与历史数据一同显示输出；

本发明中所述的数据采集处理模块和数据输出处理模块设置于计算机中，且通过串行口与频率计相连；其中SDH网元输出待测的时钟，铷频标输出高精度的时钟基准源，提供给频率计进行锁定，以保证测试的精度，频率计再通过RS-232口与计算机相连，完成对数据的采集和传送，再由计算机对所采集的数据做进一步处理。

本发明所述的利用上述测试时钟长期频率稳定度的装置实现的测试时钟长期频率稳定度的方法，如图3所示，具体包括以下步骤：

步骤1：频率计采集SDH网元输出的待测时钟信号，并测试该待测时钟信号的频率值；

步骤2：频率计定时将测得的待测时钟信号的频率值通过RS-232串口发送给计算机；

步骤3：计算机中的数据采集子模块接收频率数据，并送至数据计算子模块进行计算处理，包括计算一定时间段内待测时钟信号的频率的最大值、最小值、平均值等；

步骤4：数据处理子模块对数据计算子模块的计算结果进行处理，形成各个比例刻度和时间刻度的数值，以生成每个时间刻度下的图形数据；

步骤5：将各个时间刻度下的图形数据进行综合处理，以获取一定时间段内待测时钟信号的频率的图形数据；

步骤6：将上述获取的图形数据与数据计算子模块计算出的历史数据显示输出至计算机显示屏上，该历史数据可以为该时间段内待测时钟信号的频率的最大值、最小值、当前的频率值及测试的时间段长度等；

用户通过计算机的操作键盘或者鼠标进行操作，以在不同的时间刻度或者比例刻度上切换，由于各个时间刻度和比例刻度的数据都已经计算出，这样，用户需要的图形数据便可以在不同的时间和比例刻度间平滑地进行切换，方便地为用户提供待测时钟信号的频率的各种信息。

通过上述过程本发明可以方便地实现实时采集待测时钟信号的频率数据信息，并根据该数据信息绘制出相应的图形数据输出显示给用户，以便于用户了解待测时钟信号的频率稳定度。

Claims (6)

1、一种测试时钟长期频率稳定度的装置，其特征在于包括：

频率计：用于接收待测时钟信号，并在测试待测时钟信号的频率后，将测量值输出；

数据采集处理模块：用于接收频率计输出的待测时钟信号的频率数据，并对该数据进行统计处理，处理后的频率数据发送至数据处理输出模块；所述数据采集处理模块包括数据采集子模块和数据计算子模块，所述数据采集子模块用于频率计的初始化、参数信息的设置和待测时钟信号的接收；所述数据计算子模块用于计算一定时间段内的待测时钟信号的频率的各特征值；

数据处理输出模块：用于将经过处理后的频率数据进行综合处理生成一定时间段内的待测时钟信号的频率特征信息，并输出；所述数据处理输出模块包括数据处理子模块和生成图形历史数据显示子模块，所述数据处理子模块用于对数据采集处理模块发送来的处理后的频率数据信息进行整理以生成每个时间刻度下的图形数据；所述生成图形历史数据显示子模块用于将数据处理子模块生成的各个时间刻度下的图形数据进行综合处理，以形成一定时间段内的待测时钟信号的图形数据，并与历史数据一同显示输出。

2、根据权利要求1所述的测试时钟长期频率稳定度的装置，其特征在于所述的数据采集处理模块和数据输出处理模块设置于计算机中，且通过串行口与频率计相连。

3、根据权利要求1所述的测试时钟长期频率稳定度的装置，其特征在于所述的频率计的基准时钟采用的是跟踪铷频标的时钟。

4、一种利用权利要求1所述测试时钟长期频率稳定度的装置实现的测试时钟长期频率稳定度的方法，其特征在于，包括：

a、频率计采集待测时钟信号，并测试其频率值；

b、频率计将测试得到的待测时钟信号的频率值发送给数据采集处理模块，并由数据采集处理模块对该数据进行计算处理；

c、数据输出处理模块对接收数据采集处理模块处理后的频率数据进行处理，以生成一定时间段内的待测时钟信号的频率值的图形数据，并将该图形数据和历史数据显示输出。

5、根据权利要求4所述的测试时钟长期频率稳定度的方法，其特征在于所述的步骤b包括：

b1、频率计定时将测得的待测时钟信号的频率值通过RS-232串口发送给计算机；

b2、计算机中的数据采集子模块接收频率数据，并送至数据计算子模块进行计算处理，包括计算一定时间段内待测时钟信号的频率的最大值、最小值、平均值。

6、根据权利要求4所述的测试时钟长期频率稳定度的方法，其特征在于所述的步骤c包括：

c1、数据处理子模块对数据计算子模块的计算结果进行处理，生成每个时间刻度下的图形数据；

c2、将各个时间刻度下的图形数据进行处理，以获取一定时间段内待测时钟信号的频率的图形数据；

c3、将上述获取的图形数据与数据计算子模块计算出的历史数据显示输出至计算机显示屏上。

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