一種光電檢測(cè)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本實(shí)用新型設(shè)及原子頻標(biāo)領(lǐng)域，特別設(shè)及一種光電檢測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著現(xiàn)代社會(huì)的高速發(fā)展，高精度時(shí)間頻率技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，人們對(duì)時(shí)鐘 源的時(shí)間頻率輸出的特性要求也越來(lái)越高。
[0003] 帶調(diào)制的光電檢測(cè)主要是對(duì)各種高精度時(shí)鐘率源的長(zhǎng)期特性進(jìn)行評(píng)估測(cè)量。目前 的光電檢測(cè)裝置是由時(shí)鐘源本身及外圍復(fù)雜的檢測(cè)電路組成，存在著精度不高、操作不方 便、體積龐大等問(wèn)題。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種光電檢測(cè)裝置。所述技 術(shù)方案如下：
[0005] 本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種光電檢測(cè)裝置，所述光電檢測(cè)裝置包括頻率轉(zhuǎn)換模 塊、相位差采集模塊、積分電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、W及數(shù)據(jù)處理模塊，所述頻率轉(zhuǎn)換模塊與所 述相位差采集模塊連接，所述相位差采集模塊與所述積分電路連接，所述積分電路與所述 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊連接，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊與所述數(shù)據(jù)處理模塊連接。
[0006] 在本實(shí)用新型一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述相位差采集模塊和所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊 采用同一個(gè)微處理器。
[0007] 可選地，所述微處理器為L(zhǎng)PC930系列的單片機(jī)。
[000引優(yōu)選地，所述單片機(jī)的時(shí)鐘輸入端接入外部時(shí)鐘信號(hào)，所述單片機(jī)的Pl.3端接入 被測(cè)頻率信號(hào)，所述單片機(jī)的Pl.4端接入?yún)⒖紩r(shí)鐘信號(hào)，所述單片機(jī)的Pl.6端、PO.0端分別 與所述積分電路連接，所述單片機(jī)的寫(xiě)入端、讀取端分別與所述數(shù)據(jù)處理模塊連接。
[0009] 在本實(shí)用新型另一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述頻率轉(zhuǎn)換模塊包括第一走時(shí)計(jì)數(shù) 器、第一鎖存器、第一直接數(shù)字式頻率合成器DDS，第二走時(shí)計(jì)數(shù)器、W及第二鎖存器，所述 第一走時(shí)計(jì)數(shù)器的輸入端接入?yún)⒖紩r(shí)鐘信號(hào)，所述第一鎖存器分別與所述第一走時(shí)計(jì)數(shù) 器、所述相位差采集模塊連接，所述第一DDS的輸入端接入被測(cè)頻率信號(hào)，所述第二走時(shí)計(jì) 數(shù)器分別與所述第一 DDS、所述第二鎖存器連接，所述第一孤S、所述第二鎖存器分別與所述 相位差采集模塊連接。
[0010] 可選地，所述第一DDS的片選信號(hào)端口、寫(xiě)脈沖信號(hào)端口、數(shù)據(jù)信號(hào)端口分別與所 述相位差采集模塊連接。
[0011] 可選地，所述頻率轉(zhuǎn)換模塊還包括第一隔離放大器和第二隔離放大器，所述第一 隔離放大器的輸入端接入?yún)⒖紩r(shí)鐘信號(hào)，所述第一隔離放大器的輸出端與所述第一走時(shí)計(jì) 數(shù)器的輸入端連接，所述第二隔離放大器的輸入端接入被測(cè)頻率信號(hào)，所述第二隔離放大 器的輸出端與所述第一 DDS的輸入端連接。
[0012] 優(yōu)選地，所述頻率轉(zhuǎn)換模塊還包括第二DDS和濾波器，所述第二DDS分別與所述第 二隔離放大器、所述濾波器、所述相位差采集模塊連接。
[0013] 具體地，所述第二DDS的片選信號(hào)端口、寫(xiě)脈沖信號(hào)端口、數(shù)據(jù)信號(hào)端口分別與所 述相位差采集模塊連接。
[0014] 在本實(shí)用新型又一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述數(shù)據(jù)處理模塊為計(jì)算機(jī)。
[0015] 本實(shí)用新型實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來(lái)的有益效果是：
[0016] 通過(guò)頻率轉(zhuǎn)換模塊將被測(cè)頻率信號(hào)轉(zhuǎn)換為與參考時(shí)鐘信號(hào)頻率相近的分頻信號(hào)， 相位差采集模塊采集分頻信號(hào)和參考時(shí)鐘信號(hào)的瞬時(shí)相位差，積分電路對(duì)瞬時(shí)相位差積分 得到直流電壓，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊對(duì)直流電壓進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換得到相位差，數(shù)據(jù)處理模塊由相位 差計(jì)算得到頻率穩(wěn)定度，檢測(cè)精度高，整個(gè)過(guò)程也不需要人為操作，操作方便，而且整個(gè)裝 置體積很小，不存在精度不高、操作不方便、體積龐大等問(wèn)題。
【附圖說(shuō)明】

[0017] 為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需 要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí) 施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可W根據(jù)運(yùn)些附圖 獲得其他的附圖。
[0018] 圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種光電檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019] 圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的單片機(jī)的連接示意圖；
[0020] 圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的單片機(jī)中的信號(hào)示意圖；
[0021 ]圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的頻率轉(zhuǎn)換模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022] 圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的第一 DDS的連接示意圖；
[0023] 圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的第一 DDS中的信號(hào)圖；
[0024] 圖7是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的第二DDS的連接示意圖；
[0025] 圖8是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的數(shù)據(jù)處理模塊中的信號(hào)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新 型實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0027] 實(shí)施例
[0028] 本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種光電檢測(cè)裝置，參見(jiàn)圖1，該光電檢測(cè)裝置包括頻率 轉(zhuǎn)換模塊1、相位差采集模塊2、積分電路3、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊4、W及數(shù)據(jù)處理模塊5,頻率轉(zhuǎn)換 模塊1與相位差采集模塊2連接，相位差采集模塊2與積分電路3連接，積分電路3與模數(shù)轉(zhuǎn)換 模塊4連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊4與數(shù)據(jù)處理模塊5連接。
[0029] 在本實(shí)施例中，該光電檢測(cè)裝置的工作過(guò)程如下：
[0030] 將被測(cè)頻率源信號(hào)和參考頻率信號(hào)分別送至頻率轉(zhuǎn)換模塊1，頻率轉(zhuǎn)換模塊1將被 測(cè)頻率信號(hào)轉(zhuǎn)換為與參考時(shí)鐘信號(hào)頻率相近的分頻信號(hào)，從而得到兩路頻率相近的方波分 頻信號(hào);然后相位差采集模塊2對(duì)兩路信號(hào)的相位差W信號(hào)上升沿觸發(fā)的處理方式進(jìn)行采 集，并輸出表征兩路信號(hào)相位差的占空比變化的數(shù)字方波信號(hào);積分電路3將數(shù)字方波信號(hào) 變成相應(yīng)的直流電壓;模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊4進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換得到相位差，并通過(guò)RS232串行通訊接 口將測(cè)量數(shù)據(jù)傳遞給數(shù)據(jù)處理模塊5;數(shù)據(jù)處理模塊5經(jīng)數(shù)據(jù)處理后，將測(cè)量結(jié)果及實(shí)時(shí)測(cè) 量曲線顯示給用戶。
[0031] 在本實(shí)施例的一種實(shí)現(xiàn)方式中，相位差采集模塊2和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊4可W采用同一 個(gè)微處理器，大大減少元件的數(shù)目和電路板面積并降低系統(tǒng)的成本。
[0032] 可選地，微處理器可W為L(zhǎng)PC930系列的單片機(jī)。同一時(shí)鐘頻率下，其速度為標(biāo)準(zhǔn) 80C51器件的6倍，只需要較低的時(shí)鐘頻率即可達(dá)到同樣的性能，降低了功耗。
[0033] 優(yōu)選地，參見(jiàn)圖2,單片機(jī)的時(shí)鐘輸入端接入外部時(shí)鐘信號(hào)，單片機(jī)的Pl. 3端接入 被測(cè)頻率信號(hào)，單片機(jī)的Pl.4端接入?yún)⒖紩r(shí)鐘信號(hào)，單片機(jī)的Pl.6端、PO.0端分別與積分電 路3連接，單片機(jī)的寫(xiě)入端(Tx)、讀取端(Rx)分別與數(shù)據(jù)處理模塊5連接。
[0034] 在實(shí)際應(yīng)用中，參見(jiàn)圖3,對(duì)單片機(jī)內(nèi)部的一個(gè)16位定時(shí)器設(shè)置了最小的定時(shí)時(shí) 間，即將16位定時(shí)器的高8位和低8位均設(shè)置成OxFF,待下一個(gè)CPU執(zhí)行周期到來(lái)時(shí)，就會(huì)申 請(qǐng)定時(shí)器溢出中斷，在相應(yīng)的中斷服務(wù)程序中判斷被測(cè)頻率信號(hào)和參考時(shí)鐘信號(hào)的上升沿 到來(lái)情況。對(duì)于參考時(shí)鐘信號(hào)，當(dāng)上升沿到來(lái)時(shí)，設(shè)置相位差從Pl.6端輸出，運(yùn)時(shí)積分電路3 就會(huì)對(duì)積分電壓進(jìn)行累加;對(duì)于被測(cè)頻率信號(hào)，當(dāng)上升沿到來(lái)時(shí)，Pl.6端就會(huì)被置為低電 平，運(yùn)時(shí)積分電路的積分電壓就會(huì)保持無(wú)變化。在16位定時(shí)器最小的定時(shí)周期內(nèi)，即在一個(gè) 完整的定時(shí)器溢出中斷服務(wù)程序中，當(dāng)被測(cè)頻率信號(hào)、參考時(shí)鐘信號(hào)上升沿同時(shí)到來(lái)時(shí)，代 表一個(gè)完整光電周期的結(jié)束，此時(shí)將積分電路3積分電壓置0。
[0035] 由此可知，一方面定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間要越小越好，對(duì)于具體采用的單片機(jī)來(lái)說(shuō)，其 相應(yīng)的外部時(shí)鐘輸入信號(hào)的頻率和頻率穩(wěn)定度要越高越好，運(yùn)樣一方面使單片機(jī)執(zhí)行一個(gè) 機(jī)器周期代碼的時(shí)間縮短，另一方面當(dāng)外部輸入時(shí)鐘信號(hào)的頻率穩(wěn)定度比較高時(shí)，對(duì)于每 次定時(shí)器溢出中斷響應(yīng)的時(shí)間就比較準(zhǔn)確，從而可W提高被測(cè)頻率信號(hào)和參考時(shí)鐘信號(hào)的 相差采集的分辨率。另一方面通過(guò)Pl.6端輸出信號(hào)的方波占空比反映兩路信號(hào)的相差關(guān) 系，當(dāng)兩路信號(hào)相位相差較大時(shí)，Pl.6端輸出方波中高電平就會(huì)占大多數(shù)，連接到積分電路 的輸入電平端時(shí)相應(yīng)的積分電壓增加就會(huì)較快，當(dāng)兩路信號(hào)相位差較小時(shí)，Pl.6端輸出方 波中低電平就會(huì)占大多數(shù)，連接到積分電路的輸入電平端時(shí)相應(yīng)的積分電壓增加就會(huì)較 慢，而當(dāng)兩路信號(hào)相位相差在儀器分辨率范圍內(nèi)為加寸，就會(huì)導(dǎo)致積分電路中總的積分電壓 置0,即完成了一個(gè)完整的光電周期。
[0036] 進(jìn)一步地，經(jīng)積分電路得到的光電積分電壓送至單片機(jī)的PO.0端，單片機(jī)片內(nèi)置 10位精度的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，能夠代表的數(shù)值范圍為0-1023,即數(shù)值0和1023分別代表著0°和 360°相位差，最小分辨率大概為360°/1024 = 0.4°左右，即在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中會(huì)存在著± 0.4°左右的測(cè)量誤差。在實(shí)際測(cè)量時(shí)，通常將參考時(shí)鐘信號(hào)與被測(cè)頻率信號(hào)的頻率設(shè)置成 相差某一較小的差頻Af后進(jìn)行相位差的采集與積分電壓處理，單片機(jī)通過(guò)內(nèi)置模數(shù)轉(zhuǎn)換 器采樣積分電路的積分電壓，并將采集得到的結(jié)果通過(guò)寫(xiě)入端、讀取端WRS232串行通訊方 式傳送至數(shù)據(jù)處理模塊。
[0037] 在本實(shí)施例的另一種實(shí)現(xiàn)方式中，參見(jiàn)圖4,頻率轉(zhuǎn)換模塊1可W包括第一走時(shí)計(jì) 數(shù)器11、第一鎖存器12、第一直接數(shù)字式頻率合成器(Direct Digital Synthesizer,簡(jiǎn)稱 DDS) 13，第二走時(shí)計(jì)數(shù)器14、W及第二鎖存器15，第一走時(shí)計(jì)數(shù)器11的輸入端接入?yún)⒖紩r(shí)鐘 信號(hào)，第一鎖存器12分別與第一走時(shí)計(jì)數(shù)器11、相位差采集模塊2連接，第一 DDS 13的輸入 端接入被測(cè)頻率信號(hào)，第二走時(shí)計(jì)數(shù)器14分別與第一孤S 13、第二鎖存器15連接，第一DDS 13、第二鎖存器15分別與相位差采集模塊2連接。
[0038] 在實(shí)際應(yīng)用中，參考時(shí)鐘信號(hào)被送至第一走時(shí)計(jì)數(shù)器11，第一走時(shí)計(jì)數(shù)器11對(duì)參 考時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行頻率計(jì)數(shù)，通過(guò)單片機(jī)使能第一鎖存器12對(duì)第一走時(shí)計(jì)數(shù)器11的計(jì)數(shù)值進(jìn) 行采樣并鎖存，從而得到參考時(shí)鐘信號(hào)的頻率。被測(cè)頻率信號(hào)被送至第一 DDS 13,第一 DDS 13模塊對(duì)被測(cè)頻率進(jìn)行1/100分頻處理后得到的分頻信號(hào)，第二走時(shí)計(jì)數(shù)器14對(duì)分頻信號(hào) 進(jìn)行頻率計(jì)數(shù)，通過(guò)單片機(jī)使能第二鎖存器15對(duì)第二走時(shí)計(jì)數(shù)器14的計(jì)數(shù)值進(jìn)行采樣并鎖 存，單片機(jī)通過(guò)對(duì)第二鎖存器15計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)讀取并乘100處理后便可得到被測(cè)信號(hào)的頻率值。
[0039] 需要說(shuō)明的是，由于采用孤S技術(shù)，因此輸出信號(hào)與輸入信號(hào)具有良好的信噪比。
[0040] 另外，由于DDS內(nèi)部有2個(gè)48位頻率控制寄存器(F0、F1)，對(duì)于被測(cè)頻率信號(hào)，當(dāng)不 使用DDS內(nèi)部鎖相環(huán)(陸ase Locked Loop,簡(jiǎn)稱化L)倍頻功能時(shí)，48位的頻率控制寄存器FO 全填充1時(shí)，DDS會(huì)有頻率為被測(cè)頻率信號(hào)的時(shí)鐘信號(hào)輸出。在實(shí)際應(yīng)用中，為了拓寬裝置對(duì) 被測(cè)頻率信號(hào)的測(cè)量范圍，如當(dāng)參考時(shí)鐘信號(hào)頻率取lOMHz，而被測(cè)信號(hào)頻率為上百甚至幾 百赫茲時(shí)，就需要對(duì)被測(cè)頻率信號(hào)先作分頻處理，在保證原信號(hào)頻率穩(wěn)定度不受影響的前 提下降低被測(cè)信號(hào)的頻率，如對(duì)被測(cè)頻率信號(hào)作1/100分頻處理，具體可通過(guò)單片機(jī)將具體 的分頻數(shù)值傳送至孤S實(shí)現(xiàn)。具體地，數(shù)值分頻值的計(jì)算公式為D = 248 X f/n，其中，D為所需 要計(jì)算的具體分頻數(shù)值，fl為被測(cè)頻率信號(hào)的頻率，f為所需要的分頻信號(hào)的頻率，對(duì)于f = (l/100)fT障況，分頻數(shù)值D應(yīng)為248 X 10^2。
[0041 ]具體地，參見(jiàn)圖5,第一DDS 13的片選信號(hào)端口（ C S )、寫(xiě)脈沖信號(hào)端口（SCLK)、 數(shù)據(jù)信號(hào)端口（SDIO)分別與相位差采集模塊2連接。
[0042] 參見(jiàn)圖6,單片機(jī)與DDS之間的通訊采用串行通訊的時(shí)序進(jìn)行。當(dāng)C S為高電平 時(shí)，SCLK，SDIO為高阻狀態(tài)。當(dāng)C S為低電平時(shí)，孤S將處于通訊狀態(tài)，此時(shí)當(dāng)單片機(jī)對(duì)SCLK 輸入一個(gè)上升沿脈沖時(shí)，將使掛在數(shù)據(jù)總線SDIO上的W二進(jìn)制表示的一位分頻數(shù)值數(shù)據(jù)寫(xiě) 入DDS數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，直至最終一個(gè)二進(jìn)制分頻率數(shù)值數(shù)據(jù)寫(xiě)入后，通過(guò)DDS的內(nèi)部比較器處 理將會(huì)得到所要求的分頻信號(hào)輸出。
[0043] 可選地，參見(jiàn)圖4,頻率轉(zhuǎn)換模塊1還可W包括第一隔離放大器16和第二隔離放大 器17,第一隔離放大器16的輸入端接入?yún)⒖紩r(shí)鐘信號(hào)，第一隔離放大器16的輸出端與第一 走時(shí)計(jì)數(shù)器11的輸入端連接，第二隔離放大器17的輸入端接入被測(cè)頻率信號(hào)，第二隔離放 大器17的輸出端與第一 DDS 13的輸入端連接。
[0044] 優(yōu)選地，參見(jiàn)圖4,頻率轉(zhuǎn)換模塊1還可W包括第二孤S 18和濾波器19,第二孤S 18 分別與第二隔離放大器17、濾波器19、相位差采集模塊2連接。
[0045] 在實(shí)際應(yīng)用中，第二DDS 18的分頻數(shù)值采用如下計(jì)算公式：
[0046] Da 化= 248x(f2-AfVfl;
[0047] 其中，fl為通過(guò)第二走時(shí)計(jì)數(shù)器14對(duì)被測(cè)頻率信號(hào)進(jìn)行采樣計(jì)數(shù)得到的具體頻率 值，f2為通過(guò)第一走時(shí)計(jì)數(shù)器11對(duì)參考時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行采樣計(jì)數(shù)得到的具體頻率值，Af是一 個(gè)預(yù)置的差頻數(shù)值，其大小決定了最終進(jìn)入相位差采集模塊2的被測(cè)頻率信號(hào)與參考時(shí)鐘 信號(hào)之間的頻率差值。
[0048] 第二DDS 18對(duì)被測(cè)頻率信號(hào)按預(yù)置分頻數(shù)值化ta分頻處理后，得到所需的信號(hào)輸 出至濾波模塊進(jìn)行低通濾波處理，濾波處理后的信號(hào)直接輸出。
[0049] 具體地，參加圖7,第二孤S 18的片選信號(hào)端口（ t S )、寫(xiě)脈沖信號(hào)端口（S化K)、 數(shù)據(jù)信號(hào)端口（SDIO)分別與相位差采集模塊2連接。第二DDS18的端口工作情況與第一DDS 13類似，在此不再詳述。
[0050] 在本實(shí)施例的又一種實(shí)現(xiàn)方式中，數(shù)據(jù)處理模塊5可W為計(jì)算機(jī)。
[0051] 在實(shí)際應(yīng)用中，參見(jiàn)圖8, W單片機(jī)內(nèi)部集成的模式轉(zhuǎn)換模塊的精度為10位，采集 時(shí)間為IOs為例，計(jì)算機(jī)接收單片機(jī)發(fā)送的積分電壓數(shù)據(jù)，取其中的第1個(gè)、第360個(gè)、第720 個(gè)…模數(shù)轉(zhuǎn)換采樣電壓數(shù)值(假定采集范圍為0~V)，將其轉(zhuǎn)化為相位值約、仍、…(1) 1，具 體的轉(zhuǎn)化公式為：
[0化2]
[0化3]
[0化4]
[0055] 其中N為第i個(gè)3600秒內(nèi)所經(jīng)歷的360°完整的周期個(gè)數(shù)，Vi、V2分別為第i-1和i-2個(gè) 3600秒時(shí)刻所對(duì)應(yīng)的模數(shù)轉(zhuǎn)換采樣電壓，(61即為所求的第i個(gè)3600秒所經(jīng)歷的總相位值， 則第i個(gè)3600秒差頻數(shù)據(jù)Af 1計(jì)算為：
[0化6]
[0057]有了相應(yīng)的Afi值，則可W將其代入阿侖方差或哈達(dá)碼方差計(jì)算公式中計(jì)算相應(yīng) 的頻率穩(wěn)定度：
[0化引
[0059] 阿侖方差公式中，T為采樣時(shí)間和采樣周期，表明阿侖方差是無(wú)間隙采樣，fk為采 樣時(shí)間內(nèi)相應(yīng)的頻率值，N為測(cè)量次數(shù)。
[0060]
[0061] 哈達(dá)碼方差計(jì)算公式中，T為取樣時(shí)間，yk為每個(gè)取樣時(shí)間測(cè)得的相應(yīng)頻率值，m為 測(cè)量次數(shù)。
[0062] 最后，計(jì)算得到的頻率穩(wěn)定度結(jié)果顯示給用戶。具體地，對(duì)單片機(jī)傳送來(lái)的積分電 壓數(shù)據(jù)，按時(shí)域二維圖形顯示整個(gè)光電過(guò)程的實(shí)時(shí)測(cè)量曲線。
[0063] 本實(shí)用新型實(shí)施例通過(guò)頻率轉(zhuǎn)換模塊將被測(cè)頻率信號(hào)轉(zhuǎn)換為與參考時(shí)鐘信號(hào)頻 率相近的分頻信號(hào)，相位差采集模塊采集分頻信號(hào)和參考時(shí)鐘信號(hào)的瞬時(shí)相位差，積分電 路對(duì)瞬時(shí)相位差積分得到直流電壓，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊對(duì)直流電壓進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換得到相位差， 數(shù)據(jù)處理模塊由相位差計(jì)算得到頻率穩(wěn)定度，檢測(cè)精度高，整個(gè)過(guò)程也不需要人為操作，操 作方便，而且整個(gè)裝置體積很小，不存在精度不高、操作不方便、體積龐大等問(wèn)題。
[0064] 上述本實(shí)用新型實(shí)施例序號(hào)僅僅為了描述，不代表實(shí)施例的優(yōu)劣。
[0065] W上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用W限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用 新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保 護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種光電檢測(cè)裝置，其特征在于，所述光電檢測(cè)裝置包括頻率轉(zhuǎn)換模塊、相位差采集 模塊、積分電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、以及數(shù)據(jù)處理模塊，所述頻率轉(zhuǎn)換模塊與所述相位差采集 模塊連接，所述相位差采集模塊與所述積分電路連接，所述積分電路與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊 連接，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊與所述數(shù)據(jù)處理模塊連接。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電檢測(cè)裝置，其特征在于，所述相位差采集模塊和所述模數(shù) 轉(zhuǎn)換模塊采用同一個(gè)微處理器。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的光電檢測(cè)裝置，其特征在于，所述微處理器為L(zhǎng)PC930系列的單 片機(jī)。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的光電檢測(cè)裝置，其特征在于，所述單片機(jī)的時(shí)鐘輸入端接入外 部時(shí)鐘信號(hào)，所述單片機(jī)的P1.3端接入被測(cè)頻率信號(hào)，所述單片機(jī)的P1.4端接入?yún)⒖紩r(shí)鐘 信號(hào)，所述單片機(jī)的P1.6端、P0.0端分別與所述積分電路連接，所述單片機(jī)的寫(xiě)入端、讀取 端分別與所述數(shù)據(jù)處理模塊連接。5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的光電檢測(cè)裝置，其特征在于，所述頻率轉(zhuǎn)換模塊包括 第一走時(shí)計(jì)數(shù)器、第一鎖存器、第一直接數(shù)字式頻率合成器DDS，第二走時(shí)計(jì)數(shù)器、以及第二 鎖存器，所述第一走時(shí)計(jì)數(shù)器的輸入端接入?yún)⒖紩r(shí)鐘信號(hào)，所述第一鎖存器分別與所述第 一走時(shí)計(jì)數(shù)器、所述相位差采集模塊連接，所述第一DDS的輸入端接入被測(cè)頻率信號(hào)，所述 第二走時(shí)計(jì)數(shù)器分別與所述第一 DDS、所述第二鎖存器連接，所述第一 DDS、所述第二鎖存器 分別與所述相位差采集模塊連接。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的光電檢測(cè)裝置，其特征在于，所述第一DDS的片選信號(hào)端口、寫(xiě) 脈沖信號(hào)端口、數(shù)據(jù)信號(hào)端口分別與所述相位差采集模塊連接。7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的光電檢測(cè)裝置，其特征在于，所述頻率轉(zhuǎn)換模塊還包括第一隔 離放大器和第二隔離放大器，所述第一隔離放大器的輸入端接入?yún)⒖紩r(shí)鐘信號(hào)，所述第一 隔離放大器的輸出端與所述第一走時(shí)計(jì)數(shù)器的輸入端連接，所述第二隔離放大器的輸入端 接入被測(cè)頻率信號(hào)，所述第二隔離放大器的輸出端與所述第一 DDS的輸入端連接。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的光電檢測(cè)裝置，其特征在于，所述頻率轉(zhuǎn)換模塊還包括第二 DDS和濾波器，所述第二DDS分別與所述第二隔離放大器、所述濾波器、所述相位差采集模塊 連接。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的光電檢測(cè)裝置，其特征在于，所述第二DDS的片選信號(hào)端口、寫(xiě) 脈沖信號(hào)端口、數(shù)據(jù)信號(hào)端口分別與所述相位差采集模塊連接。10. 根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的光電檢測(cè)裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理模塊為 計(jì)算機(jī)。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種光電檢測(cè)裝置，屬于原子頻標(biāo)領(lǐng)域。所述光電檢測(cè)裝置包括頻率轉(zhuǎn)換模塊、相位差采集模塊、積分電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、以及數(shù)據(jù)處理模塊，頻率轉(zhuǎn)換模塊與相位差采集模塊連接，相位差采集模塊與積分電路連接，積分電路與模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊與數(shù)據(jù)處理模塊連接。本實(shí)用新型通過(guò)頻率轉(zhuǎn)換模塊將被測(cè)頻率信號(hào)轉(zhuǎn)換為與參考時(shí)鐘信號(hào)頻率相近的分頻信號(hào)，相位差采集模塊采集分頻信號(hào)和參考時(shí)鐘信號(hào)的瞬時(shí)相位差，積分電路對(duì)瞬時(shí)相位差積分得到直流電壓，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊對(duì)直流電壓進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換得到相位差，數(shù)據(jù)處理模塊由相位差計(jì)算得到頻率穩(wěn)定度，不存在精度不高、操作不方便、體積龐大等問(wèn)題。
【IPC分類】G01R23/12
【公開(kāi)號(hào)】CN205384320
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201521048842
【發(fā)明人】付云飛, 鄭廣
【申請(qǐng)人】江漢大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年7月13日
【申請(qǐng)日】2015年12月15日