[发明专利]一种时钟信号提纯优化装置

说明书

本发明公开了一种时钟信号提纯优化装置，包括频差或相差测量单元、信号处理单元和高稳晶振单元，所述频差或相差测量单元、信号处理单元和高稳晶振单元依次连接，所述高稳晶振单元的输出端还与频差或相差测量单元的输出端相连接。本发明由于信号处理过程的环路带宽、增益幅度、控制方式和滤波方式均可以灵活配置，因此可以实现常规模拟锁相环不方便实现的窄带锁相功能，对输入信号的相噪优化区间可以灵活选择和配置，且本发明结构较为简单，功耗低，频率跟踪精度高。

技术领域

本发明涉及信号处理领域技术领域，尤其涉及一种时钟信号提纯优化装置。

背景技术

射频信号中有多种噪声，通常比较关键的是相位噪声和短期稳定度。相位噪声(Phase noise)是指系统(如各种射频器件)在各种噪声的作用下引起的系统输出信号相位的随机变化，它是衡量频率标准源(高稳晶振、原子频标等)频稳质量的重要指标，随着频标源性能的不断改善，相应噪声量值越来越小，因而对相位噪声谱的测量要求也越来越高；短期稳定度是指信号的频率在短时间内的随机变化程度。

由于相位噪声和短期稳定度可以相互转化，故下文中仅以相位噪声代替。在时间频率设备中，由原子钟或高稳晶振生成的低噪声信号往往是系统的核心时钟，作为基准生成其它频率的信号。

因此，在时间频率领域对信号相位噪声的要求非常高，为满足用户的使用需求往往需要对信号产生、处理和传输的过程中引入的噪声进行有效抑制和消除。现有技术当中，主要采用锁相环系统来优化信号的相位噪声，但是常规锁相环系统存在锁相环路带宽较宽，近端噪声无法有效去除的缺点。

发明内容

本发明为了优化信号的相位噪声(尤其是高性能时钟信号的相位噪声)，提出了一种时钟信号提纯优化装置，通过对输入信号和受控晶振频率的数字化测量，并对数值进行数字运算和滤波，反馈控制高性能恒温晶振，实现低偏置频率下(1Hz以下)就可以对输入信号进行信号提纯和相噪优化。克服了现有的常规锁相环系统锁相环路带宽较宽，近端噪声无法有效去除的缺点。

本发明的目的是采用以下技术方案实现的：一种时钟信号提纯优化装置，包括频差或相差测量单元、信号处理单元和高稳晶振单元，所述频差或相差测量单元、信号处理单元和高稳晶振单元依次连接，所述高稳晶振单元的输出端还与频差或相差测量单元的输出端相连接。

进一步的，所述频差或相差测量单元与待净化提纯的输入信号F₁之间还设置有倍频器1和混频器1，其中，倍频器1的输入端与输入信号F₁相连接，输出端与混频器1的输入端相连接，混频器1的输出端与频差或相差测量单元的输入端相连接。

进一步的，所述频差或相差测量单元的输出端与信号处理单元相连接，所述信号处理单元的输出端与受控源相连接。

进一步的，所述受控源的输出端与功分器1相连接，所述功分器1将受控源的输出信号F₀功分为3路，其中第一路为输出，第二路与倍频器2相连接，第三路与频率综合器相连接。

进一步的，所述倍频器2的输出端与频差或相差测量单元的输入端相连接。

进一步的，所述倍频器2与频差或相差测量单元之间还设置有混频器2。

进一步的，所述频率综合器的输出端与功分器2的输入端相连接，所述功分器2的输出端分别与混频器1的输入端和混频器2的输入端相连接，所述混频器1的输出端和混频器2的输出端均与频差或相差测量单元的输入端相连接。

进一步的，所述高稳晶振单元为受控源，所述受控源为模拟压控晶振和数字频率综合器中的一种。

本发明的有益效果在于：本发明由于信号处理过程的环路带宽、增益幅度、控制方式和滤波方式均可以灵活配置，因此可以实现常规模拟锁相环不方便实现的窄带锁相功能，对输入信号的相噪优化区间可以灵活选择和配置；本装置结构较为简单，功耗低，频率跟踪精度高。

附图说明