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随着晶振、原子频标等频率源的频率准确度、频率稳定度不断地提升,对频率源的测量和比对技术要求也越来越高。没有相应的测量手段,就无法对频率源的性能指标做出正确的评估。频率的测量工作不仅可以用于评估频率源的好坏,也可以反过来促进频率源指标的进一步提高。本论文介绍了国内外频率测量仪器以及频率处理软件的研究现状,其中重点介绍了部分具有代表性的频率测量仪器以及频率稳定度分析软件。对频率源的主要指标、表征方式做出介绍,主要是频率稳定度在时域和频域的表征方式,以及两者之间的换算方法。对于影响频率源频率稳定度的各种机制,前人总结出噪声幂律谱模型来对其进行描述,我们可以通过时域稳定度与取样时间的关系,或者频域稳定度与傅里叶频率的关系来判别影响频率稳定度的主要噪声类型。讲述了各种常用的高精度频率测量方法的原理,包括频差倍增法、差拍法、相位比较法和双混频时差法,并分别介绍了对应的频率测量仪器,以突出各种频率测量方法的优缺点。在分析现有频率测量仪器和测量方法的不足的基础上,提出研制一套高精度频率稳定度测量系统,包括高精度、宽频率测量范围的时域频率稳定度测量仪和配套使用的频率处理软件。频稳测量仪根据功能模块划分,可以分为频率偏调链路、混频模块、信号处理模块和FPGA四个主要模块。其中,频率偏调链路的设计至关重要。通过采用低噪声倍频模块和低噪声DDS组成频率偏调链路,使得频率偏调源的附加噪声有较大程度的降低,频率调整范围较大,为高精度、宽频率测量范围的频稳测量仪的实现打下坚实的基础。通过一系列实验对本论文研制的频稳测量仪的性能做出测试,研制的频稳测量仪测量1OMHz时本底为3.7E-13/1s,可以测量1～30MHz任意频率的100ms到100000s稳定度、频率值、天漂移率。实验表明,在0～50℃温度范围内,频稳测量仪可以保持较高的测量精度。通过与国内外的频率测量仪器进行各项指标的对比,本论文实现的频率稳定度测量仪在测量精度、频率测量范围和取样时间范围方面都取得了较好的结果。频稳测量仪的测量结果由频率处理软件的图形化界面实时显示,并且可以实时保存测量数据,方面用户后期处理。