| 1 引 言
測(cè)量跳頻電臺(tái)參數(shù)一般要求快捷、準(zhǔn)確,如某型超短波跳頻電臺(tái),跳速約200跳／秒,頻率穩(wěn)定度±10－6,那么,為對(duì)其進(jìn)行測(cè)試,比如測(cè)試跳頻頻譜,我們的檢測(cè)設(shè)備必需在每個(gè)波道頻率點(diǎn)穩(wěn)定的很短的駐留時(shí)間（該型電臺(tái)約5ms）內(nèi)測(cè)出其頻率,同時(shí),精度要高于電臺(tái)本身的頻率穩(wěn)定度至少一個(gè)數(shù)量級(jí)才可靠。也就是說(shuō),檢測(cè)設(shè)備要有快速高精度測(cè)頻的能力。在1ms時(shí)間內(nèi)測(cè)頻精度達(dá)到1×10－8。為此,我們所用的檢測(cè)設(shè)備采用了等精度測(cè)頻加內(nèi)插擴(kuò)展的辦法,可以保證在整個(gè)測(cè)試范圍內(nèi)有相同的精度,在小于駐留時(shí)間的時(shí)間閘門上能達(dá)到系統(tǒng)要求的精度。具體實(shí)現(xiàn)時(shí)將數(shù)字電路集成到一片可編程邏輯器件中,減小了體積和功耗,提高了性能。
2 快速高精度測(cè)頻技術(shù)
即用內(nèi)插來(lái)減小計(jì)數(shù)誤差的等精度測(cè)頻法。它采用多周期同步測(cè)量,在整數(shù)個(gè)被測(cè)信號(hào)周期內(nèi)對(duì)頻標(biāo)信號(hào)計(jì)數(shù),在整個(gè)頻率測(cè)量范圍內(nèi)有相同的精度和分辨率。再加上內(nèi)插擴(kuò)展的作用,使之在電臺(tái)的全部工作頻率上都有較高的精度。圖1是等精度測(cè)頻和內(nèi)插擴(kuò)展提高測(cè)頻精度的原理。
計(jì)數(shù)閘門在測(cè)頻預(yù)置門打開(kāi)后的第一個(gè)被測(cè)信號(hào)的有效沿到來(lái)后才開(kāi)啟,計(jì)數(shù)器N0（表示對(duì)標(biāo)頻的計(jì)數(shù)）、Nx（表示對(duì)被測(cè)信號(hào)的計(jì)數(shù)）開(kāi)始計(jì)數(shù);到時(shí)間預(yù)定值時(shí),預(yù)置門關(guān)閉,但此時(shí)計(jì)數(shù)閘門仍未關(guān)閉,計(jì)數(shù)器N0、Nx是在此后緊接著的下一個(gè)被測(cè)信號(hào)有效沿到來(lái)后才關(guān)閉計(jì)數(shù)閘門,停止計(jì)數(shù)。實(shí)際閘門為T,保證被測(cè)信號(hào)與閘門時(shí)間同步。顯然,在時(shí)間T內(nèi)兩個(gè)計(jì)數(shù)器的值分別為：
Nx＝Fx×T, N0＝F0×T,
所以,被測(cè)信號(hào)
 信號(hào)與閘門時(shí)間同步保證了閘門時(shí)間T等于被測(cè)信號(hào)周期的整數(shù)倍,計(jì)數(shù)值Nx沒(méi)有±1計(jì)數(shù)誤差,所以,等精度測(cè)頻的誤差表示為：
 兩項(xiàng)中因標(biāo)頻信號(hào)F0精度很高,誤差△F0／F0很小,所以,另用內(nèi)插擴(kuò)展來(lái)減小N0計(jì)數(shù)誤差對(duì)測(cè)頻精度帶來(lái)的影響。
內(nèi)插擴(kuò)展要測(cè)出量化單位以下的尾數(shù)。它實(shí)際上要進(jìn)行三項(xiàng)測(cè)量：（1）同步門開(kāi)啟后第一個(gè)標(biāo)頻和門關(guān)閉后第一個(gè)標(biāo)頻間的時(shí)間間隔,（即圖1中的N0·T0）;（2）同步門開(kāi)啟和第一個(gè)進(jìn)入計(jì)數(shù)器的標(biāo)頻間的時(shí)間間隔T1;（3）同步門關(guān)閉和緊隨后的標(biāo)頻間的時(shí)間間隔T2。N0·T0是被測(cè)時(shí)間間隔內(nèi)計(jì)得的N0個(gè)標(biāo)頻脈沖的時(shí)間。 
 T1和T2的測(cè)量是先用擴(kuò)展器將它們放大1000倍,用“起始”擴(kuò)展器在T1時(shí)間內(nèi)用一恒流源將一電容充電;隨后,以充電時(shí)間T1的999倍的放電時(shí)間放電到電容原電平,擴(kuò)展器的控制門由起始脈沖開(kāi)啟,在電容恢復(fù)至原電平時(shí)關(guān)閉。圖2表示了擴(kuò)展器的原理。其電容放電到原電平的時(shí)間與恒流源直接相關(guān)。擴(kuò)展器控制的開(kāi)門時(shí)間是T1的1000倍,即 ＝T1＋999T1＝1000T1;在時(shí)間內(nèi)計(jì)得標(biāo)頻脈沖數(shù)為N1,＝N1T0,故T1＝N1T0／1000。類似地,用所謂“終止”擴(kuò)展器將T2擴(kuò)大1000倍,T2＝N2T0／1000。由圖1可見(jiàn),N0·T0與被測(cè)的T的差別僅在于多計(jì)了T2少計(jì)了T1,故有：
 可見(jiàn),用內(nèi)插技術(shù),雖然測(cè)N1、N2時(shí)±1字誤差依然存在,但其相對(duì)大小可縮小為原來(lái)的1／1000,使計(jì)數(shù)器的 分辨力提高三個(gè)量級(jí)。利用此原理測(cè)得T、T1、T2和本時(shí)間間隔內(nèi)的被測(cè)信號(hào)周期數(shù)Nx,就能通過(guò)計(jì)算得到周期Tx或頻率fx：
 所以,我們可以在1 MHz～100MHz范圍內(nèi),最小閘門時(shí)間為1ms時(shí),實(shí)現(xiàn)測(cè)頻精度為10－8,滿足對(duì)跳頻的測(cè)試要求。
3 快速測(cè)頻應(yīng)用于跳頻電臺(tái)測(cè)試
應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)可以檢測(cè)跳頻電臺(tái)的多項(xiàng)參數(shù)。一方面能直接測(cè)出跳頻帶寬、跳頻頻譜等頻率值,同時(shí)也能與測(cè)時(shí)電路一起測(cè)出信道切換時(shí)間、AGC特性等時(shí)間值。  圖3是跳頻測(cè)試示意圖,由圖3可知,電臺(tái)的換頻信號(hào)一方面啟動(dòng)電臺(tái)的換頻過(guò)程,另一方面啟動(dòng)測(cè)時(shí)通道中計(jì)數(shù)器和測(cè)頻通道的延時(shí)器開(kāi)始工作。正常情況下,測(cè)頻通道的延時(shí)結(jié)束時(shí)換頻過(guò)程早已結(jié)束。換頻過(guò)程結(jié)束促使鑒相電路輸出最后一個(gè)鎖存脈沖去鎖存測(cè)時(shí)通道的計(jì)數(shù)值,此計(jì)數(shù)值轉(zhuǎn)化為時(shí)間值即是換頻時(shí)間;同時(shí),測(cè)頻通道延時(shí)結(jié)束時(shí)換頻也結(jié)束了,測(cè)頻通道立刻進(jìn)入測(cè)頻過(guò)程,測(cè)頻閘門約2ms。在下一個(gè)換頻脈沖到來(lái)之前,把本次測(cè)得的表示時(shí)間和頻率的數(shù)據(jù)通過(guò)接口傳給主機(jī)。這個(gè)測(cè)頻（時(shí)）過(guò)程一直持續(xù)到事前設(shè)置的條件得到滿足。表示為圖4。  如果某些測(cè)試項(xiàng)目只要求頻率值或時(shí)間值,那么,測(cè)試過(guò)程可以簡(jiǎn)化,主機(jī)間通信接口的壓力也將隨之緩解。
4 結(jié)束語(yǔ)
用這種技術(shù)測(cè)試現(xiàn)有的跳頻電臺(tái)的某些參數(shù),只需從電臺(tái)中另引出一根換頻控制線,對(duì)現(xiàn)有電臺(tái)的改動(dòng)很小,不影響電臺(tái)的工作,可行性強(qiáng)�？焖贉y(cè)頻技術(shù)在現(xiàn)代通信測(cè)試中有廣泛的應(yīng)用,這里只說(shuō)明了在跳頻測(cè)試中的一點(diǎn)應(yīng)用,將其推廣會(huì)有廣闊的應(yīng)用面。 參考文獻(xiàn)
1 梅杓春,王 勇．現(xiàn)代電信儀表原理與應(yīng)用．北京：人民郵電出版社,1998：205～212
2 張志明,李蓉艷．基于PC總線的高精度頻率測(cè)量卡設(shè)計(jì)．微型機(jī)與應(yīng)用,1999（2）
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