[发明专利]基于任意可变参考源的自检测共时基电路、系统及方法

说明书

本发明公开了基于任意可变参考源的自检测共时基电路、系统及方法，包括与外参考输入通路及模拟通路相连的通道选择电路，通道选择电路的输出端分两路，一路连接至开关控制电路的输入端，一路连接至R分频器，R分频器对输入的信号进行参考分频后输出至锁相环路，所述开关控制电路的输出端连接至锁相环路的二选一开关；锁相环路包括依次相连的鉴相器、环路滤波器、二选一开关、恒温晶体振荡器及耦合器，与耦合器相连的N分频器连接至鉴相器。本发明专利利用差分比较器输入、信号自判断功能、两路参考输入电路，实现电路的高灵敏度以及智能化。实现外部任意可变参考源的输入，同时降低外部参考信号的噪声影响，保障最终输出高性能的共时基参考信号。

技术领域

本发明涉及电路设计技术领域，特别是涉及基于任意可变参考源的自检测共时基电路、系统及方法。

背景技术

目前的测试系统需要一路参考源对各个仪器提供参考时基信号，同时需要对不同测试仪器提供不同的参考时钟频率进行系统共时基，保障测试系统的高效同步运行；随着目前各个测试系统的复杂特性逐渐增加，对共时基电路的要求越来越高，虽然目前的共时基参考设计电路越来越多，但是其是针对固定的输入频率进行鉴相，另外在共时基电路的同时，会因为电路信号的优劣而直接导致整个系统参考源性能优劣，同时目前的电路无法进行参考信号频率自判断、信号有无自判断，导致电路智能性差，用户使用体验差。

现阶段的共时基参考电路采用标准的锁相环结构进行电路共时基，申请号为2016103187714，专利名称为“一种高性能自检测外参考时基电路及其实现方法”中，电路结构主要由内部参考时钟源、参考分频器、鉴相器、环路滤波器、压控振荡器以及反馈分频器组成，通过改变参考分频器与反馈分频器的比值来保证经过参考分频后的参考时钟源信号和经过反馈分频后的压控振荡器信号鉴相频率相同，然后进行环路锁相；当无外参考输入时，选用内部时钟作为鉴相信号，当有外参考时钟输入时，通过二选一射频开关进行切换，进行外部参考时钟切换，将外部参考信号的频率稳定度等指标锁定到输出信号，达到共时基的作用；但是这种方式存在以下几种问题：

(1)外部参考信号是否输入上位机只能通过人工操作进行射频开关切换，无法自己判断，电路结构不够灵活；

(2)当外部输入的参考频率可变时，电路自身无法进行功能指标模拟验证，只能通过改变外部参考信号的频率来进行电路功能验证，不利于电路调试以及电路功能自检测；

(3)对于传统的参考源电路，整机的参考源指标决定了整台仪器的基本性能，而传统的电路结构为选用价格昂贵、指标高的恒温晶体振荡器作为整机的内部参考时钟源，选用的压控振荡器，通过环路锁相，将高指标的晶振指标锁定到输出频率上，这里的晶振的高指标主要包括频率指标和噪声指标，即高频率稳定度指标和超高的相位噪声指标；这时，如果有外部参考时钟输入时，如果参考时钟的相噪指标差，会拉低整台仪器的噪声指标，这是系统设计人员所不希望的，但是也是这种电路无法规避的问题；另外，如果将电路内部的参考时钟源和压控振荡器都选用高指标的晶体振荡器，这样，大部分情况下，压控振荡器的高性能是无法发挥作用的，这样就导致硬件资源的浪费，增加硬件成本。

由此可见，现有技术的缺点具体如下：

(1)电路无法自身对输入信号进行判断，需要在外部参考输入的前提下，通过人工进行开关切换，导致电路智能性差；

(2)引入输入信号为可变参考源，当无可变参考源的情况下，电路无法进行自身的功能调试，无法进行电路功能自检测；

(3)电路输出信号噪声受外部参考源输入噪声影响较大，虽然可以保证系统中各个仪器共时基，但是外部参考输入信号会直接影响输出信号的噪声，这在高性能的频谱分析和信号发生类仪器中影响是非常大的。

综上所述，现阶段的参考时钟源电路在电路自身的智能性、调试以及功能自检测特性、包括电路性能和成本方面，均有一定的弊端存在，在实际使用中，均无法达到满意的效果。

发明内容