论文摘要
本论文研究了虚拟仪器在精密频率测量中的应用,提出了虚拟化差拍频率测量方法,设计了虚拟化的差拍频率测量系统,并研制完成了一套原理实验样机。随着计算机技术的发展与普及,基于计算机的虚拟仪器有取代传统仪器的趋势;高稳频率源和频率测量应用的高速发展,对频率的测量也提出了越来越高的要求,传统的频率测量仪器和测量方法在测量精度和测量数据分析、处理方面存在不足,所以对其改造已势在必行。本论文为了改进传统的差拍频率测量技术的精度和降低成本,提出了将差拍技术与虚拟仪器技术相结合的方法,将经过差拍得到包含待测频率信息的正弦信号数字化送入计算机,采用数字信号相关运算算法分析得到频率值,从而实现高精度的频率测量。文章对该仪器的各个环节进行了详尽的分析研究。根据测量系统的工作流程,将整个系统分为差拍器模块、数据采集模块、程序通信模块、数据处理模块,再细化分成功能单一的模块,然后对这些硬件和软件模块分别进行设计和调试。本文还对虚拟化差拍和传统差拍两种测频模式进行了实验测试对比,实验证实虚拟化差拍方法,对10MHz的频率测量精度达到1.9×10-15/2s,比传统计数器差拍方法提高了近两个数量级,测量精度达到了国际先进水平。该设计大大降低了设备的成本、增加了仪器的灵活性。文章最后对影响测量精度的主要因素进行了深入细致的分析和研究。该系统不但能够实现高精度频率测量,还具有测量数据分析、处理、存储、图形化显示以及丰富的接口输出等功能。
论文目录
摘要Abstract第一章 绪论1.1 研究背景1.2 频率测量的历史和现状1.2.1 测频方法的技术状况1.2.2 国内外频率测量的研究现状1.2.2.1 精密频率测量水平1.2.2.2 测试技术的发展1.3 本文的研究目的及意义1.4 论文的结构安排第二章 虚拟仪器技术2.1 虚拟仪器的基本概念2.2 虚拟仪器的结构2.3 虚拟仪器的特点2.4 虚拟仪器在频率测量中的应用第三章 虚拟化差拍频率测量方案总体设计3.1 传统的差拍测量法3.1.1 传统差拍测量法的误差分析3.2 虚拟化的差拍测量3.3 虚拟化差拍频率测量计的设计第四章 虚拟化差拍频率测量的软硬件设计4.1 测量系统的总体结构4.2 测量系统硬件部分设计4.2.1 衰减器4.2.2 差拍电路子系统4.2.2.1 鉴相块4.2.2.2 滤波电路的设计4.2.2.3 放大电路的设计4.2.3 数据采集子系统4.2.3.1 DAQ 系统组成4.2.3.2 信号接地测量技术噪声考虑4.2.3.3 插卡式DAQ－PC161224.3 测量系统软件部分设计4.3.1 测量软件系统结构4.3.2 设备初始化模块设计4.3.3 DAQ 数据采集模块设计4.3.4 程序通信模块设计4.3.5 数据处理模块4.3.5.1 频率测量算法设计4.3.5.2 相位差测量算法设计4.3.6 软面板和仪器功能设计第五章 虚拟化差拍频率测量测试结果分析5.1 差拍测量测试比较5.1.1 传统差拍法测量结果5.1.2 虚拟化差拍测量结果5.1.3 测试结果比较分析5.2 影响虚拟化差拍测量精度因素5.2.1 误差分析与抗干扰措施5.2.1.1 频率的准确度和频率偏差5.2.1.2 信号失真引入的噪声分析5.2.1.3 采样率对测量精度的影响5.2.1.4 采样误差的处理5.2.1.5 采样字长对精度的影响5.2.1.6 消除通道的附加误差5.2.2 进一步提高测量精度的方法5.2.3 虚拟化频率测量计总体测量精度第六章 虚拟化频率计操作说明6.1 设备连接说明6.2 软件使用说明结束语参考文献硕士期间发表的文章和研究成果致谢
相关论文文献
标签：频率差拍论文; 虚拟仪器论文; 高精度论文; 相关检测论文; 数据采集论文;
