本文關(guān)鍵詞：光頻傳遞系統(tǒng)部分?jǐn)?shù)字化電路研制，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：目前中科院國家授時(shí)中心開展著基于光纖的光學(xué)頻率傳遞研究,在長度為112km的實(shí)地光纖上,實(shí)現(xiàn)了秒級傳遞穩(wěn)定度1×1,萬秒穩(wěn)定度4×1,處于國內(nèi)較好水平�，F(xiàn)階段一項(xiàng)重要工作是開展光頻傳遞系統(tǒng)工程化工作,以滿足未來超遠(yuǎn)距離實(shí)地光纖的測試與應(yīng)用需要。根據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)的需要與系統(tǒng)工程化開發(fā)的要求,本文主要圍繞光頻傳遞主要功能模塊的數(shù)字化電路展開,具體包括:1多功能數(shù)字測頻電路研制,2溫濕度/電壓采集電路研制,和3多通道信號源系統(tǒng)研制。本文從級聯(lián)中繼激光得偏頻鎖定需求出發(fā),設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種基于FPGA的多功能測頻電路。該測頻電路采用了一種抗噪性較好的數(shù)字正弦轉(zhuǎn)方波電路,具有測頻、頻率—電壓轉(zhuǎn)換、整數(shù)分頻等功能。對此多功能測頻電路的頻率測量功能、頻率—電壓轉(zhuǎn)換功能以及分頻功能分別進(jìn)行測試,其中在8-20MHz范圍內(nèi)測頻誤差平均0.000156%、頻壓轉(zhuǎn)換線性度0.3%。此測頻電路目前已成功應(yīng)用于偏頻鎖定激光實(shí)驗(yàn)之中,能夠?qū)膳_激光器的相對頻差從45MHz/hr穩(wěn)定在20k Hz/hr以內(nèi),基本實(shí)現(xiàn)了抑制激光器慢漂的作用。監(jiān)測實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的溫濕度,有助于研究環(huán)境因素對光學(xué)系統(tǒng)的影響。針對相關(guān)研究對溫濕度監(jiān)測的需要,本文基于數(shù)字溫濕傳感芯片SHT75與主控芯片ARM-STM32設(shè)計(jì)出了一種通用溫濕度/電壓采集電路,其溫度測量精度為0.01℃,濕度測量精度為0.05%,電壓采集分辨率為0.8m V,可在1s內(nèi)進(jìn)行多通道采集任務(wù)。目前已應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室溫濕度監(jiān)測與光纖傳遞系統(tǒng)的自動鎖定。目前實(shí)驗(yàn)中采用的信號發(fā)生器為商用品,其價(jià)格昂貴、體積較大,不易集成。本文根據(jù)窄線寬光源系統(tǒng)對信號源需求,采用直接數(shù)字頻率合成芯片AD9959與主控芯片F(xiàn)PGA實(shí)現(xiàn)四通道信號源系統(tǒng),其輸出頻率范圍為1-200MHz,各個(gè)通道參數(shù)獨(dú)立可調(diào),相位噪聲在1Hz處小于-75d Bc/Hz。目前已應(yīng)用于窄線寬光源系統(tǒng),取代了商用信號發(fā)生器與傳統(tǒng)相移器,并提高了誤差信號的幅值。本文工作為光頻傳遞的下一步實(shí)驗(yàn)提供了便利的條件,為系統(tǒng)工程化研制奠定了基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：光頻傳遞 FPGA ARM 溫濕度監(jiān)測 信號源
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院研究生院(國家授時(shí)中心)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TB939
【目錄】：

• 致謝3-4
• 摘要4-5
• Abstract5-11
• 第一章 緒論11-18
• 1.1 研究背景及意義11-12
• 1.2 數(shù)字電子及相關(guān)技術(shù)研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 FPGA與ARM簡介14-16
• 1.3.1 FPGA14-15
• 1.3.2 ARM15-16
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排16-18
• 第二章 多功能測頻電路研制18-34
• 2.1 應(yīng)用原理與實(shí)驗(yàn)要求18-19
• 2.2 頻率計(jì)總體設(shè)計(jì)19-21
• 2.3 FPGA內(nèi)部模塊的方案實(shí)現(xiàn)21-28
• 2.3.1 數(shù)字轉(zhuǎn)方波模塊21-22
• 2.3.2 測頻模塊22-24
• 2.3.3 頻壓轉(zhuǎn)換模塊24-25
• 2.3.4 任意分頻模塊的實(shí)現(xiàn)25
• 2.3.5 人機(jī)交互功能的實(shí)現(xiàn)25-28
• 2.4 測試結(jié)果及實(shí)驗(yàn)應(yīng)用28-33
• 2.4.1 測試結(jié)果28-31
• 2.4.2 實(shí)驗(yàn)應(yīng)用31-33
• 2.5 本章小結(jié)33-34
• 第三章 溫濕度/電壓采集電路研制34-48
• 3.1 應(yīng)用需求34-35
• 3.2 溫濕度采集系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)方案35-37
• 3.2.1 SHT75數(shù)字式溫濕度傳感器35-36
• 3.2.2 STM32f103zet6控制器36-37
• 3.3 軟件設(shè)計(jì)37-43
• 3.3.1 單通道溫濕度采集軟件設(shè)計(jì)37-40
• 3.3.2 多通道溫濕度測量與電壓采集40-41
• 3.3.3 上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)41-43
• 3.4 指標(biāo)說明43-44
• 3.5 實(shí)驗(yàn)應(yīng)用44-47
• 3.5.1 實(shí)驗(yàn)室的溫濕度監(jiān)測44-46
• 3.5.2 光纖傳遞中的自動相位鎖定46-47
• 3.6 小結(jié)47-48
• 第四章 四通道信號源系統(tǒng)研制48-64
• 4.1 直接數(shù)字頻率合成技術(shù)原理48-49
• 4.2 DDS芯片與主控芯選型49-51
• 4.2.1 DDS芯片-AD995949-51
• 4.2.2 主控芯片51
• 4.3 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案51-54
• 4.4 模塊內(nèi)部的實(shí)現(xiàn)54-59
• 4.4.1 SPI通信部分55-57
• 4.4.2 控制處理部分57-58
• 4.4.3 上位機(jī)通信部分58-59
• 4.5 測試結(jié)果59-61
• 4.6 實(shí)驗(yàn)應(yīng)用61-63
• 4.7 小結(jié)63-64
• 第五章 總結(jié)與展望64-66
• 5.1 本論文工作總結(jié)64-65
• 5.2 未來工作展望65-66
• 參考文獻(xiàn)66-70
• 作者簡介及在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果70

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 魯順昌;自適應(yīng)高速精密測頻原理[J];四川工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào);2001年02期

2 王連符;測頻系統(tǒng)測量誤差分析及其應(yīng)用[J];中國科技信息;2005年18期

3 郭海青;;電子計(jì)數(shù)法測頻提高測量精度的分析[J];青海師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2006年01期

4 張小義;;基于單片機(jī)的等精度數(shù)字測頻[J];電子測試;2007年04期

5 王曉君;安國臣;張秀清;;加權(quán)相位差分測頻算法及其工程應(yīng)用[J];河北科技大學(xué)學(xué)報(bào);2013年05期

6 王友超;;連續(xù)式測頻[J];工業(yè)儀表與自動化裝置;1982年02期

7 才克非;;單片機(jī)在寬范圍測頻系統(tǒng)中的應(yīng)用及提高測頻精度的研究[J];長春光學(xué)精密機(jī)械學(xué)院學(xué)報(bào);1992年02期

8 周渭;相檢寬帶測頻技術(shù)[J];儀器儀表學(xué)報(bào);1993年04期

9 鄧旭升;使用單片機(jī)測頻的四種方法分析——兼談等精度測頻法的實(shí)現(xiàn)[J];測試技術(shù)學(xué)報(bào);1996年03期

10 章軍,張平,于剛;多周期同步測頻測量精度的提高[J];電測與儀表;2003年06期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 施劍鳴;;單片機(jī)測頻技術(shù)及測量精度的提高[A];江蘇省計(jì)量測試學(xué)會2005年論文集[C];2005年

2 蘇娟;杜普選;崔欣;姜道勇;;鐵路信號實(shí)時(shí)測頻方案研究[A];無線傳感器網(wǎng)及網(wǎng)絡(luò)信息處理技術(shù)——2006年通信理論與信號處理年會論文集[C];2006年

3 潘明;龔然禮;;等精度測頻儀的低成本微控制器實(shí)現(xiàn)[A];廣西計(jì)算機(jī)學(xué)會2004年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2004年

4 彭安金;張治中;古天祥;;微控制器PCA模塊測頻法的研究與實(shí)現(xiàn)[A];中國儀器儀表學(xué)會第三屆青年學(xué)術(shù)會議論文集（上）[C];2001年

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1 李永松;同時(shí)多信號環(huán)境下欠采樣數(shù)字測頻技術(shù)研究[D];西安電子科技大學(xué);2014年

2 白巍凱;光頻傳遞系統(tǒng)部分?jǐn)?shù)字化電路研制[D];中國科學(xué)院研究生院(國家授時(shí)中心);2016年

3 夏文鶴;基于數(shù)字移相時(shí)鐘的新型測頻`方法研究與實(shí)現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2007年

4 秦紅波;經(jīng)濟(jì)型相檢寬帶測頻儀的設(shè)計(jì)[D];西安電子科技大學(xué);2006年

5 都佰勝;欠采樣測頻與信號處理技術(shù)[D];西安電子科技大學(xué);2009年

6 豆明明;基于群相位量子化理論的測頻技術(shù)和隱含因子理論[D];西安電子科技大學(xué);2012年

7 白利;用于微小電容檢測的測頻專用芯片設(shè)計(jì)[D];電子科技大學(xué);2006年

8 袁光禮;低頻電信號頻率測量[D];南京郵電大學(xué);2013年

9 周黎黎;EPIRB檢測儀測頻技術(shù)方案設(shè)計(jì)與研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2010年

10 呂鵬;基于石英晶體量熱儀高精度測頻技術(shù)的研究[D];中國人民解放軍國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2002年

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本文編號：334120