高精度时间间隔与频率测量仪器设计

课程编码：180092080401P3008H 英文名称：Design of High-precision Time-interval and Frequency Measurement Instrument 课时：40 学分：2.00 课程属性：专业课 主讲教师：刘音华等

本课程讲授时间间隔测量与频率测量仪器的设计，使学生了解现代精密时频测量的基本原理，了解目前最先进的时频测量设备和实现原理；通过分析一种基于FPGA的时间间隔测量设备的实现，让学生掌握FPGA的使用，了解时间、频率测量的相互转化关系，更深入了解时间、频率测量的原理；掌握频率稳定度、相位噪声等频率信号性能评价指标的基本概念和数据分析方法，使学生具备处理频率测量数据的基本能力，并学会使用专业分析工具

精密时间的产生与测量

第一章 时间频率测量基础 3学时 刘音华
第1节 时间频率测量的基本概念和相关术语
第2节 时间频率测量的对象以及评价体系
第3节 时间频率测量的典型应用场景
第二章 经典的频率测量方法 3学时 刘音华
第1节 精密频率测量技术的发展历程
第2节 差拍法和双混频时差法精密频率测量
第3节 频差倍增法和异频鉴相法精密频率测量
第三章 数字信号处理技术在频率测量中的应用 3学时 朱峰
第1节 数字信号处理的基础知识
第2节 数字信号相关和互相关技术的测量应用
第3节 数字测频方法
第四章 典型频率测量仪器的设计及实现 3学时 朱峰
第1节 频率稳定度分析仪总体设计
第2节 频率稳定度分析仪的软硬件实现
第3节 频率稳定度分析仪噪声本底测试
第五章 基于频率测量数据的稳定度分析基础 3学时 朱峰
第1节 精密时钟和振荡器的发展与性能表征
第2节 频率稳定度分析的相关术语与定义
第3节 基于频率测量仪器获得测试数据的特点
第六章 频率稳定度的时域和频域表征 3学时 朱峰
第1节 频率稳定度的时域的表征
第2节 频率稳定度的频域表征
第3节 频率稳定度时域和频域表征的转化
第七章 频率稳定度数据预处理技术 3学时 朱峰
第1节 稳定度测量系统的基本组成、测量技术要求
第2节 相位测量和频率测量数据序列的基本特征
第3节 相位测量和频率测量数据预处理方法
第八章 基于stable32的频率稳定度分析示例 3学时 朱峰
第1节 稳定度分析的不确定度计算
第2节 数据分析的基本过程举例
第3节 频率稳定度实测数据分析
第九章 时间间隔测量的基本方法 3学时 刘音华
第1节 时间间隔测量技术的发展历程
第2节 利用FPGA实现高精度时间间隔测量的常用方法
第3节 时间间隔测量的相关指标
第十章 基于FPGA的时间间隔计数器设计 3学时 刘音华
第1节 FPGA设计的基本原理和模块化设计思想
第2节 构建时间间隔测试所需的FPGA延迟链资源
第3节 基于FPGA进行时间间隔计数器开发的设计技巧
第十一章 利用加法进位链实现时间间隔测量 3学时 刘音华
第1节 进位链的构建与寄存器约束等设计技巧
第2节 进位链的校准必要性与实现方法
第3节 进位链校准性能分析
第十二章 基于FPGA实现计数器的实例分享 3学时 刘音华
第1节 时间间隔计数器设计需求分析与总体设计
第2节 时间间隔计数器的FPGA实现
第3节 时间间隔计数器的误差校准与性能评估
第十三章 研讨与总结 3学时 刘音华
第1节 研讨与总结
第十四章 考试 3学时 刘音华
第1节 考试

刘音华，1981年8月生，博士，研究员。主要从事时间频率测量与传递、增强型罗兰授时系统的监测评估等。
朱峰，1986年7月生，博士，副研究员，主要从事高精度时间频率测量与导航授时性能评估等。