本文關(guān)鍵詞：光纖頻率傳輸中頻率合成模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

  更多相關(guān)文章： 上變頻 下變頻 相位補(bǔ)償 光纖頻率傳遞

【摘要】：近年來原子鐘技術(shù)發(fā)展迅速,目前商用化的銫原子鐘天穩(wěn)定度已經(jīng)達(dá)到了10-16的量級(jí),現(xiàn)有的基于衛(wèi)星的長距離頻率傳遞技術(shù),其頻率穩(wěn)定度只能達(dá)到10-15/天的水平,無法滿足高穩(wěn)定度頻率對(duì)比的需求。光纖傳輸具有帶寬大、損耗小、抗干擾性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),具備實(shí)現(xiàn)高穩(wěn)定度頻率傳遞的巨大潛力,并引起了國內(nèi)外的廣泛關(guān)注。當(dāng)前高質(zhì)量的頻率源輸出信號(hào)的頻率一般在10MHz~100MHz之間,相噪指標(biāo)要優(yōu)于光纖鏈路的本底噪聲,為了克服這個(gè)問題同時(shí)為了提高在頻率補(bǔ)償時(shí)相位差信號(hào)的檢測(cè)靈敏度,需要對(duì)原子鐘輸出的頻率信號(hào)倍頻到較高的頻率進(jìn)行光纖傳遞,同時(shí)在遠(yuǎn)端需要用下變頻的方法將信號(hào)還原成初始的頻率傳遞給用戶。本文采用鎖相環(huán)電路倍頻的方法實(shí)現(xiàn)了將頻標(biāo)信號(hào)從10MHz到1GHz的100倍頻,同時(shí)設(shè)計(jì)了FPGA控制電路以實(shí)現(xiàn)對(duì)鎖相環(huán)芯片上電后自動(dòng)寫入控制字程序的過程。而在下變頻端,通過兩級(jí)分頻實(shí)現(xiàn)了100分頻,得到用戶需要的10MHz的頻率信號(hào)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在經(jīng)過先倍頻再分頻后,輸出信號(hào)與原始頻標(biāo)信號(hào)相比在近端1Hz處的相噪僅惡化了3dBc/Hz,而遠(yuǎn)端100KHz處的相噪提高了2dBc/Hz;與RS公司的頻率綜合器SMF100A的頻率變換效果相比在1Hz處的相噪提高將近20dBc/Hz。將設(shè)計(jì)的上下變頻模塊加入到20km光纖鏈路的頻率傳輸系統(tǒng)中,并利用本課題組已有的光學(xué)相位補(bǔ)償方案對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)償,最后實(shí)現(xiàn)了4×10-13的秒穩(wěn)定度和1.6×10-15的1000秒穩(wěn)定度。本文首先簡(jiǎn)單介紹了微波光纖的基本組成以及傳輸鏈路引入的各類噪聲,并分析了激光器的相位噪聲和外界溫度變化對(duì)光纖頻率傳輸穩(wěn)定度所造成的影響。其次對(duì)上變頻模塊進(jìn)行了仿真和設(shè)計(jì),并且為克服每次掉電后寄存器不能保存數(shù)據(jù)的影響而制作了相應(yīng)的FPGA控制電路,同時(shí)利用兩級(jí)分頻的方式設(shè)計(jì)了100分頻模塊。最后測(cè)試了上下變頻模塊的輸出頻率和相位噪聲,然后將其接入到光纖頻率傳輸系統(tǒng)中與微波源的變頻效果進(jìn)行了對(duì)比,并測(cè)試了補(bǔ)償前后系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定度;進(jìn)行了時(shí)間和頻率信號(hào)在100km光纖鏈路上的同時(shí)傳輸并分析了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
【關(guān)鍵詞】：上變頻 下變頻 相位補(bǔ)償 光纖頻率傳遞
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN74
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 1 緒論9-16
• 1.1 引言9-10
• 1.2 光纖頻率傳遞國內(nèi)外研究進(jìn)展10-13
• 1.3 頻率合成技術(shù)研究現(xiàn)狀13-14
• 1.4 本文主要工作14-16
• 2 光纖頻率傳遞與頻率合成原理16-39
• 2.1 頻率穩(wěn)定度16-20
• 2.1.1 精密頻率源輸出的噪聲模型16-18
• 2.1.2 頻率穩(wěn)定度的頻域表征量—相位噪聲18-19
• 2.1.3 頻率穩(wěn)定度的時(shí)域表征量—阿倫方差19-20
• 2.2 光纖頻率傳遞鏈路分析20-28
• 2.2.1 鏈路的基本構(gòu)成21-23
• 2.2.2 光纖鏈路中的噪聲分析23-28
• 2.3 頻率合成技術(shù)簡(jiǎn)介28-30
• 2.3.1 直接模擬頻率合成28
• 2.3.2 直接數(shù)字頻率合成28-29
• 2.3.3 鎖相環(huán)頻率合成29-30
• 2.4 鎖相環(huán)30-38
• 2.4.1 鎖相環(huán)的基本組成30-36
• 2.4.2 鎖相環(huán)的相位噪聲分析36-38
• 2.5 本章小結(jié)38-39
• 3 變頻電路的設(shè)計(jì)與分析39-54
• 3.1 上變頻電路的設(shè)計(jì)39-45
• 3.1.1 壓控振蕩器的選擇41-42
• 3.1.2 環(huán)路濾波器的選擇42-45
• 3.2 FPGA控制電路的設(shè)計(jì)45-48
• 3.3 下變頻電路的設(shè)計(jì)48-52
• 3.4 本章小結(jié)52-54
• 4 變頻電路的實(shí)現(xiàn)與測(cè)試54-66
• 4.1 上下變頻的電路實(shí)現(xiàn)54-55
• 4.2 變頻電路的測(cè)試55-64
• 4.2.1 上變頻電路的頻譜測(cè)試55-57
• 4.2.2 下變頻電路的頻譜測(cè)試57-60
• 4.2.3 變頻電路的相噪測(cè)試60-64
• 4.3 本章小結(jié)64-66
• 5 光纖頻率傳遞系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)66-78
• 5.1 單純光纖頻率傳遞實(shí)驗(yàn)66-71
• 5.1.1 無補(bǔ)償光纖頻率傳輸測(cè)試66-69
• 5.1.2 有相位噪聲補(bǔ)償光纖頻率傳遞實(shí)驗(yàn)69-71
• 5.2 光纖時(shí)間和頻率同時(shí)傳遞實(shí)驗(yàn)71-76
• 5.3 本章小結(jié)76-78
• 6 總結(jié)與展望78-80
• 參考文獻(xiàn)80-83
• 致謝83-84
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文情況84-86

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 方洪俊;;一種寬頻帶、高速頻率合成方法的研究[J];無線電工程;2000年08期

2 李兆訓(xùn);現(xiàn)代通信中的頻率合成新技術(shù)[J];電子產(chǎn)品世界;2002年18期

3 周杰,呂良飛,欒寶寬,董茂林;一種數(shù)字式頻率合成環(huán)路的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J];電子工程師;2002年07期

4 周登榮;;頻率合成解決方案[J];攀枝花學(xué)院學(xué)報(bào);2006年04期

5 房啟志;張盱昊;羅海明;耿爽;;基于數(shù)字補(bǔ)償?shù)目焖兕l率合成方法的研究[J];沈陽航空工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào);2007年01期

6 董繼承;黃宇;;頻率合成方案淺析[J];科技資訊;2007年16期

7 姜濤;;頻率合成方法與實(shí)現(xiàn)[J];中華文化論壇;2008年S1期

8 付聰;;應(yīng)用于某雷達(dá)射頻前端的頻率合成模塊設(shè)計(jì)[J];大眾科技;2010年03期

9 成華強(qiáng);;鎖相環(huán)在捷變頻率合成中的應(yīng)用[J];電子質(zhì)量;2010年07期

10 胡仁深;數(shù)字式頻率合成的一種新方法[J];電訊技術(shù);1983年02期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 丁宗文;李銘祥;葛建民;;一種新的鎖相式頻率合成源的實(shí)現(xiàn)[A];2005年海峽兩岸三地?zé)o線科技學(xué)術(shù)會(huì)論文集[C];2005年

2 方立軍;馬駿;龔曉凌;;雷達(dá)低噪聲鎖相頻率合成[A];中國電子學(xué)會(huì)第七屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2001年

3 周東明;盧中昊;李高升;何建國;;P波段瞬態(tài)極化雷達(dá)頻率合成控制組件設(shè)計(jì)[A];2009年全國微波毫米波會(huì)議論文集（下冊(cè)）[C];2009年

4 張顯滿;;利用聲體波器件實(shí)現(xiàn)頻率合成[A];1991年全國微波會(huì)議論文集（卷Ⅱ）[C];1991年

5 管弘;紀(jì)華;汪海勇;紀(jì)晨華;黃麗芳;龍程;宋偉霖;;1MHz～26.5GHz寬帶頻率合成信號(hào)源[A];2003'全國微波毫米波會(huì)議論文集[C];2003年

6 紀(jì)晨華;劉同賀;紀(jì)華;;1MHz～26.5GHz寬帶頻率合成信號(hào)源ALC穩(wěn)幅技術(shù)的探討[A];2003'全國微波毫米波會(huì)議論文集[C];2003年

7 黃蕾;王祝盈;陳小林;謝中;;改善直接數(shù)字頻率合成信號(hào)質(zhì)量的研究[A];2004全國測(cè)控、計(jì)量與儀器儀表學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（下冊(cè)）[C];2004年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 浙江 陳軍偉;自制寬頻帶頻率合成尋呼碼發(fā)生器[N];電子報(bào);2002年

2 四川 楊虹;ZN-0112調(diào)頻立體聲發(fā)射機(jī)及鎖相環(huán)頻率合成單元電路剖析[N];電子報(bào);2002年

3 山東 鄭茂欣;頻率合成器信號(hào)源[N];電子報(bào);2006年

4 武漢 葉啟明;自制兩功能邏輯筆[N];電子報(bào);2006年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 詹銘周;小型毫米波頻率合成技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2011年

2 陳海琴;光學(xué)頻率合成關(guān)鍵技術(shù)研究[D];華東師范大學(xué);2014年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 賀雙;低相噪頻率合成模塊的研究與實(shí)現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2015年

2 雷鑫;基于FPGA的數(shù)字鎖相環(huán)與直接數(shù)字頻率合成器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2014年

3 王文超;合成源信號(hào)產(chǎn)生與控制模塊設(shè)計(jì)[D];電子科技大學(xué);2014年

4 宗慎言;一種面向微型核磁共振的射頻發(fā)射電路研究[D];東北大學(xué);2014年

5 楊鑒;聲光信號(hào)處理測(cè)試系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2015年

6 王寧;基于FPGA的多波形信號(hào)源研究和仿真[D];河北科技大學(xué);2015年

7 劉超;10MHz-6GHz頻率源研究[D];電子科技大學(xué);2014年

8 彭昭;基于FPGA的直接數(shù)字頻率合成器的設(shè)計(jì)[D];電子科技大學(xué);2015年

9 王靈東;光纖頻率傳輸中頻率合成模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];上海交通大學(xué);2015年

10 孫尉恒;小數(shù)頻率合成源技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2003年

，

本文編號(hào)：537362