Frequency Instability Measurement Device Based on the Pulse Coincidence Principle
Вісник НТУУ "КПІ". Серія Радіотехніка, Радіоапаратобудування.
Переглянути архів Інформація| Поле | Співвідношення | |
| Title |
Frequency Instability Measurement Device Based on the Pulse Coincidence Principle
Измеритель нестабильности частоты на принципе совпадения импульсов Вимірювач нестабільності частоти на принципі збігів імпульсів |
|
| Creator |
Verveyko, A. I.
Lappo, I. M. Arkushenko, P. L. Yusukhno, S. I. |
|
| Description |
Context. The task of rapid and accurate measurement of the dynamic characteristics of modern signal sources with a frequency output, in particular, the short-time frequency instability function, calls for refining measurement techniques with account of the requirement to improve their metrological characteristics, reduce test time, and automate measurements by using information-and-measurement systems. Objective. The goal of the work is to develop a method of measuring the short-time frequency instability function using the principle of pulse packet coincidence and experimental investigation of measurement devices based on this principle. Method. A method was developed for measuring the short-time frequency instability function based on the principle of packet coincidence of regular independent pulse trains. The developed method has advantages over the best version of the method based on the period-time interval-code (PTC) conversion when working with the same initial value of the investigated frequency and when working with the same value of the averaging interval. Results. Analytical relationships were obtained for basic metrological characteristics. A comparative analysis was carried out for the metrological characteristics of the developed method and the method using period-time interval-code conversion. Acceptable metrological characteristics are inherent to the short-time frequency instability function (SFIF) measurement method based on the period-time interval-code technique. The difference of investigated and reference intervals form the measurement interval, which is filled with pulses of the investigated or reference frequencies. Conclusions. Stand-alone and virtual measurement devices were developed, and experimental studies of standard oscillators were carried out. The features of measurement devices were specified and the ways of their further improvement were described. Further development of the measurement device can involve an increase in the number of measured signal source with frequency output (SFO) parameters, in particular, changes in short-time frequency instability due to the action of destabilizing factors, and the characteristics and time of frequency setting. This calls for developing a controlled source of destabilizing factors and synchronizing its operation with the measurement device.
Задача быстрого и точного измерения динамических характеристик современных источников сигналов с частотным выходом (ИЧВ), в частности функции кратковременной нестабильности частоты (ФКНЧ), требует усовершенствования методов измерения с учетом необходимости улучшения их метрологических характеристик, снижения времени проведения испытаний, возможности автоматизации измерений за счет применения информационно-измерительных систем. Цель работы состоит в разработке метода измерения ФКНЧ на принципе совпадения импульсов пакетами и экспериментальных исследованиях измерителей на его основе. Разработан метод измерения функции кратковременной нестабильности частоты на принципе совпадений регулярных независимых последовательностей импульсов пакетами. Разработанный метод имеет преимущества в сравнении с лучшим вариантом метода на базе преобразования ПВК при работе с одинаковым начальным значением исследуемой частоты и при работе с одинаковым значением интервала усреднения. Получены аналитические соотношения для основных метрологических характеристик. Проведен сравнительный анализ метрологических характеристик разработанного метода и метода на базе преобразования период-временной интервал-код. Хорошими метрологическими характеристиками обладает метод измерения ФКНЧ на базе преобразования период-временной интервал-код (ПВК), в котором формируется измерительный интервал как разность исследуемого и опорного интервалов и заполняется импульсами исследуемой или опорной частот. Реализованы автономный и виртуальный измерители, а также проведены экспериментальные исследования стандартных генераторов. Указаны особенности измерителей и пути их дальнейшего совершенствования. Дальнейшее развитие измерителя возможно в направлении увеличения количества измеряемых параметров ИЧВ, в частности, изменения кратковременной нестабильности частоты от воздействия дестабилизирующих факторов, характеристики и времени установления частоты. Для этого необходимо разработать управляемый источник дестабилизирующих факторов и синхронизировать его работу с измерителем. Актуальність. Завдання швидкого й точного вимірювання динамічних характеристик сучасних джерел сигналів з частотним виходом, зокрема функції короткочасної нестабільності частоти (ФКНЧ), потребує вдосконалення методів вимірювання з урахуванням необхідності поліпшення їх метрологічних характеристик, зниження часу проведення випробувань, можливості автоматизації вимірювань за рахунок застосування інформаційно-вимірювальних систем. Мета роботи полягає в розробці методу вимірювання ФКНЧ на принципі збігів імпульсів пакетами та експериментальних дослідженнях вимірювачів на його основі. Метод. Розроблено метод вимірювання функції короткочасної нестабільності частоти на принципі збігів регулярних незалежних послідовностей імпульсів пакетами. Розроблений метод має переваги в порівнянні з кращим варіантом методу на базі перетворення період-часовий інтервал-код у разі роботи з однаковим початковим значенням досліджуваної частоти і при роботі з однаковим значенням інтервалу усереднення. Результати. Отримані аналітичні співвідношення для основних метрологічних характеристик. Проведено порівняльний аналіз метрологічних характеристик розробленого методу й методу на базі перетворення період-часовий інтервал-код. Добрими метрологічними характеристиками володіє метод вимірювання ФКНЧ на базі перетворення період-часовий інтервал-код, в якому формується вимірювальний інтервал як різниця досліджуваного і опорного інтервалів і заповнюється імпульсами досліджуваної або опорної частот. Висновки. Реалізовано автономний й віртуальний вимірювачі, а також проведено експериментальні дослідження стандартних генераторів. Вказано особливості вимірювачів і шляхи їх подальшого удосконалення. Подальший розвиток вимірювача можливо в напрямку збільшення кількості вимірюваних параметрів джерел сигналів з частотним виходом, зокрема, зміни короткочасної нестабільності частоти від впливу дестабілізуючих факторів, характеристики і часу встановлення частоти. Для цього необхідно розробити керований джерело дестабілізуючих факторів і синхронізувати його роботу з вимірником. |
|
| Publisher |
National Technical University of Ukraine "Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute"
|
|
| Date |
2019-03-30
|
|
| Type |
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
|
| Format |
application/pdf
|
|
| Identifier |
//radap.kpi.ua/radiotechnique/article/view/1541
|
|
| Source |
Visnyk NTUU KPI Seriia - Radiotekhnika Radioaparatobuduvannia; No 76 (2019); 29-36
Вестник НТУУ "КПИ". Серия Радиотехника, Радиоаппаратостроение; № 76 (2019); 29-36 Вісник НТУУ "КПІ". Серія Радіотехніка, Радіоапаратобудування; № 76 (2019); 29-36 2310-0389 2310-0397 |
|
| Language |
eng
|
|
| Relation |
//radap.kpi.ua/radiotechnique/article/view/1541/1403
|
|
| Rights |
Авторське право (c) 2019 Ірина Миколаївна Лаппо
http://creativecommons.org/licenses/by/4.0 |
|