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基于虚拟仪器技术改造 HP5390A频稳分析系统 李兆装 (高工) 牵宇锋 南京熊猫电子集团 摘要：车文介绍了应用虚拟仪器技术改遗}{烨3蛳A额稳分析系统。着重介绍j‘克叛 }Ⅱ丐390A的不足。应用软件技术，扩展!tP5390A的功能柏提高它的性能，篷其发挥更好的瘦崩 效果，有推广的价值。 一、前言 系统，兰万多美元。当时我国先后引进-40多套。随着时间的推多．大多数都不能正常工 作，主要是计算机坏丁。该系统的硬件部分是比较先进的。由于时代的进步，其软件已很 落后，用现代必威体育精装版技术，改造HP5390A．使其发挥更好的作用，具有很好的经济效益和社 会效益。 二、HP5390A工作原理及存在的不足 一个理想的信号源，应该只有一个单一的频率输出，但是，由于实际存在的噪声扰 动，即使是最稳定的信号源，它的输出频率也会相对标称频率有随机起伏，表征这种频率 的不稳定性，可以通过测量不同采样时间内频率偏差的变化来实现。 对于任何一种频率源的瞬时输出，可表示为： 矿(￡)=voCl+￡(￡)]9越2确+≠(f)] (1) 式中％为信号的标称幅度值，￡(1)为信号的瞬时幅度起伏，南为信号的标称频率， ≠(t)为噪声引起的信号瞬时相位起伏，由于频率源具有s(‘)《％，所以可以略去e(‘) 的起伏引起对频率稳定魔的影响，因而频率稳定度只使≠(￡)随机起伏的影响。 如果用计数器测量信号的频率，设采样时闻为r，采样的间隙时闻为(r—r)，采样 数据的个数为n，如图1所示。 ≈罐掣=一—母———Lt 圈1频隼测量示意田 1 则采样时间r内的平均频率为： ●rl+o 工=÷l“r)dt (2) 于是相对标称频率矗的相对起伏yf(￡)则为： K(￡)：掣 (3) 』u K(f)是一个随机变量，只错用统计的办法来j雯!f量和统计。 70年代以前，频率稳定度用标准方差表征 口二(r)=[K(￡)一R(f)]2(4) 式中：(……)为统计平均 。 E(t)=：l∑E(￡) 在统计学上，一个好的统}P璧，必须满足两个条件，一是无偏差性，二是一致性。满 足这两个条件，才是真方差的估埴(或称样本方差)。但是．由于调频闪变噪声在频率源 中的普遍存在，(4)式是一个发数量．就是说，测量次数n越多，方差越太，当n一* 时。其方差是个无穷大量，也就成了一个无用量，因此用(4)式来描述频率稳定度存在 根本性困难。 鉴于以上原因，国际上采用两次采样方差(也称阿伦方差)作为时域频率稳定度的表 征。我国国标也采用了阿伦方差作为时域频稳的表征。阿伦方差基本定义为： d；(』v，T，r)={(K+1一K)2(5) 式中：(……)为统计平均： rf为每次测得的相对频率偏差； n=2，T=r，即无间隙采样测量。 设两个K为一组测量数据m，一组m内的两个采样时闻r之间应无间隙，于是得到两 种采样方式和计算阿伦方差的公式： 厂■—j}———————一 dry(：-)=√赤善(％一_)2 (6